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楼主: 晨枫
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[工程技术] 关于模糊控制

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21#
 楼主| 发表于 2015-2-8 00:13:33 | 只看该作者
橡树村 发表于 2015-2-7 08:19) o  c9 D; u6 H
大工业装置反而很难实现很精确的控制,而且也不是很有必要实现很精确的控制。
; V+ A7 T( \: ]' C
) G7 Q* C- a9 w% N' k  E2 E, Q比如装置的体积略微大一点 ...

: ^# _8 S2 W/ D! R. Y$ V这个得看,尤其是温度分布中某一点(通常是容器顶或者底)接近相变点的时候,要格外精确控制。除非是相平衡容易(闪蒸或者蒸发、挥发、气液分离、液液分离)容器,一般过程都不喜欢有相变,连反应带相变而且容许非均态的过程,那是很牛x的。我现在一个反应器,温度分布上下只有2-3度,但底部设定值与trip value可以相差只有2-3度,不小心控制,连正常运行都不行。这鸟东西的通过量(throughput)还300多吨/小时,靠放热反应自己维持温度,没有外循环……
  • TA的每日心情
    开心
    2022-12-1 00:01
  • 签到天数: 2488 天

    [LV.Master]无

    22#
    发表于 2015-2-8 00:13:37 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2015-2-8 00:00% o; J7 N( v0 S6 v+ J# N
    你这是压力锅了,一般简易电饭煲的锅盖就是“坐”在上面,不密封的,一旦沸腾,就有意漏气,实际上起到自 ...

    ' N4 v. U- @+ p5 N- F专家系统还是产生了一些产品的,在一些特殊领域有应用,不过现在很少听到了,不像当年那么热闹了,毕竟成功的例子太少。1 Z3 l- I( o6 t. `

    0 }" f% K) v" q! p  N人工智能辅助决策的东西,首先要人自己把相关问题弄明白,否则依靠啥决策呀。
    8 r7 V- O! T4 h: q: j- i/ P5 X
    5 U2 o. Q) p9 D7 b$ \

    该用户从未签到

    23#
     楼主| 发表于 2015-2-8 00:14:44 | 只看该作者
    马鹿 发表于 2015-2-7 09:07' r& C; G2 g( t& o! m: r2 q& L* L. Y
    1000度的电饭锅, 哎呀, 光是测1000度的的测温元件就贵了去了, 记得测上千度的一个热偶都是2000-3000刀 ...
    5 g, U) X) ~# F6 w( C1 F& [
    要看工作条件和寿命要求,实验室坩埚的温度也挺高,元件没有那么贵。工业过程要求24/7/365,那就不一样了。
  • TA的每日心情

    2020-3-6 00:28
  • 签到天数: 564 天

    [LV.9]渡劫

    24#
    发表于 2015-2-8 01:57:53 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:50
    " v  h( x$ c5 Q# s1 N6 iPWM不是交流的吗?直流只要可控电阻就可以调节功率了,实际上是用增加无用功耗降低加热功率。 ...
    2 X" H5 Q8 S. T+ E4 b7 k# C
    pwm相当于只有单项电压方波的交流。直流用pwm方式调节基本上没有无用功耗
  • TA的每日心情

    2020-3-6 00:28
  • 签到天数: 564 天

    [LV.9]渡劫

    25#
    发表于 2015-2-8 02:18:47 | 只看该作者
    隧道 发表于 2015-2-7 15:46. G& H$ o! l% ?$ F( g4 M: Z
    多谢。成本呢?哪个高一些?
    4 |2 r$ ~  H6 |4 e" f& @% Y* a感觉温度控制是最麻烦的,别的控制可以很快有反应,过了可以很快排掉,扔掉。" t! L+ q4 k, i! L$ d- d- Q
    ...
    & D6 }: X+ f  c: O6 H
    变频应该是电机控制技术,电饭煲的加热器应该是阻性负载,不需要用到这个
  • TA的每日心情
    擦汗
    2023-2-28 12:05
  • 签到天数: 1972 天

    [LV.Master]无

    26#
    发表于 2015-2-8 02:54:34 | 只看该作者
    模糊控制,好遥远的名词,2000年为了毕业写论文在图书馆突击看了不少IEEE文献,什么退火算法、神经元网络算法、知识库、自学习,一堆堆的名词,最后觉得不是成熟领域,什么人都可发明新名词,是出论文的好领域。
  • TA的每日心情
    擦汗
    2023-2-28 12:05
  • 签到天数: 1972 天

    [LV.Master]无

    27#
    发表于 2015-2-8 03:06:00 | 只看该作者
    PID控制,儿子最近跟同学捣腾的机器人就是用PID控制,要控制两边的引擎把机器人开到指定位置装卸货物。误差值用的是机器人到目标的距离。他们先试了同时对左右两边的引擎同时pid控制,结果机器人加速后减速准确停在目标点然后开始原地打转。现在他们改成只PID控制一边引擎,加上测量角度加以修正,不知效果如何。! s5 U6 |8 i' h. U* u7 a
    " `3 h( \. }+ Q1 G% T. V' Q- U
    可怜这帮家伙就是美国初中毕业的数学水平,物理还没学过。

    该用户从未签到

    28#
     楼主| 发表于 2015-2-8 04:57:32 | 只看该作者
    穿着裤衩裸奔 发表于 2015-2-7 11:57; a; v( [/ h- n  K( g$ {
    pwm相当于只有单项电压方波的交流。直流用pwm方式调节基本上没有无用功耗 ...

    & Y5 \* L' X) N" E7 _8 b1 y. X. ]斩波怎么能没有功耗?
  • TA的每日心情

    2020-11-20 06:24
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    [LV.Master]无

    29#
    发表于 2015-2-8 10:36:20 | 只看该作者
    橡树村 发表于 2015-2-8 00:13& w- B% f: d0 ?5 B& w
    专家系统还是产生了一些产品的,在一些特殊领域有应用,不过现在很少听到了,不像当年那么热闹了,毕竟成 ...
    7 t( \% F; I4 t6 \& t5 M8 J. i
    拍脑瓜,拍大腿~~~~
      w7 ~0 _8 [- U9 _' M% f; V8 R# \/ {( D! x1 R3 z* [  ]9 B
    决策的方法多了去了。

    该用户从未签到

    30#
    发表于 2015-2-8 10:36:44 | 只看该作者
    本帖最后由 沉宝 于 2015-2-8 11:02 编辑 " X" f7 f$ \; G3 x6 G9 Y# B. p
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    4 `" |, G5 P. ~; B5 j4 q正是,模糊控制起源于开关控制的“柔化”,也适合多位(开关是双位)控制,但不局限于多位控制,可以连续 ...
    ! _) X0 ]8 m/ e, D* W' [
    - u. l) ?1 o4 A, t( K' t
    晨大,不太对吧?3 m# T/ {+ k6 Z' B9 N; p: n

    1 s% p4 c# t- |" H首先,离散系统的物理实现不一定都是要连续化的,比如输出量用于控制汽车的档位,也就是五、六种选择,除非变速箱是CVT。在这种情况下,如果闭环,即有跳跃的输出反馈回输入端,那么系统传递函数就无法保持线性的(即不具有齐次性,也不适用叠加原理,当然也有人认为系统传递函数的概念在此情况下不适用)。对于线性定常系统,数学上可以用有限阶微分方程(组)表示,当输入光滑连续时,输出也必然光滑连续。但是在上面的例子中,即使所有的其它内外因素的变化都是光滑连续的,车速也会表现出一段段折线。对于它的分析,要么用非线性函数逼近,要么按时变系统加以考虑,或是抛弃传统(指古典控制理论),在新的理论框架下解决问题。Wikipedia认为含开关控制器的都是variable structure systems,即离散非线性系统(链接:Bang–bang control)。Wikipedia中的内容不一定全对,但可以参考。
    5 w4 J. D9 Q" Q& n
    6 i; O2 i3 P" e& k8 C9 e3 d您原来做的题目linear differential equation with discontinuous input研究的应该是线性定常系统(即有一个线性的系统传递函数)在输入不连续时的behavior。这类问题理论上都可以分解成线性定常系统对于单位冲激函数(或阶越函数)的响应。传统方法,像什么频率响应法、根轨迹法判定系统稳定性之类的,还都适用(但不一定好用)。当然在具体到研究特定问题时会有一些相应的方法与技巧。
  • TA的每日心情
    慵懒
    6 天前
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    [LV.Master]无

    31#
    发表于 2015-2-8 10:39:52 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2015-2-8 00:04
    " f% Y$ [( ]8 D- G, WPID其实也不基于模型,属于parametric control without parametric model。PID适合于单变量或者多回路( ...

    . g! s5 ^, F4 a" O" f  i3 B- }$ N对,PID是单变量控制,但哪个变量是关键变量,是根据工艺过程来确定的。可能我的表达有问题让您误会了。基于模型是指根据模型选择控制的变量,而不是说用PID控制多变量。

    该用户从未签到

    32#
     楼主| 发表于 2015-2-8 11:14:42 | 只看该作者
    本帖最后由 晨枫 于 2015-2-7 21:27 编辑 6 M0 H; k. Q8 J  {1 `7 d
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36; y0 o( ~  j- z0 _) s5 V7 H0 P/ G
    晨大,不太对吧?1 G, T! @& y, H8 E

    1 T3 ?0 V/ S+ X6 Q  n7 `+ |首先,离散系统的物理实现不一定都是要连续化的,比如输出量用于控制汽车的档位,也就 ...

    * F: F& I7 L, c! `  q! w! K* r( c" Z
    ( `  ]3 L0 u% I1 G4 D" G离散系统指discrete system,也叫采样系统sampled data system,而你说的是非连续系统discontinuous system,不是一回事。discrete或者discontinous都可以是线性的,线性系统与否,由是否为线性微分方程(或者线性差分方程)决定,含有非连续项不影响线性性(linearity)。但要是方程本身为非线性,或者貌似线性,但有参数为状态的函数,那就是非线性的了。* i# Z; e+ M6 }' I3 o

    / ]1 w. @) F' _1 e- @$ m; f连续线性系统的向量通式为+ o- q/ x* e$ j8 o# c
    X_dot=AX+BU* D2 X2 Y  G: r; d
    Y=CX
    4 n/ L  Y; P7 r, X  u/ E0 LX_dot是向量的时间导数,{A, B, C}可以为时间的函数,那就是时变系统,但依然是线性的;但若是{A, B, C}为X的函数,那就是非线性的了。当然,这只是非线性的一种。在这个表述下,X不可能是不连续的;但U可以是不连续的,这就是Bang Bang控制,依然是线性的。线性与否最后要看叠加原理是否适用,在这里,即使U是对时间不连续的,叠加原理依然适用。也就是说,U的幅度加倍的话,X的响应也加倍。$ q1 V3 F/ W$ ^/ i3 ~9 R3 V
    3 }5 d& H3 y2 c; b& F: f) ?; V
    经典(主要指频域)控制理论的基础是线性、定常(时不变),时变和非连续都不适用。汽车换挡控制不是连续系统,是非连续系统,不能用经典控制理论分析。
    9 ^4 Z- y% ^& Q4 @3 p+ l  b% p0 s
    # n1 m: ?0 X& _. P8 J: M, ]我的论文是affine nonlinear system control with discontinuous control及用李雅普诺夫函数设计的discontinuous control的连续化。我用的是时域方法。

    点评

    涨姿势: 5.0
    没有办法:大概的概念可以光说,抠细节就必须把公式搬出来了  发表于 2015-2-8 15:56
    涨姿势: 5
    看到符号就头晕,看不懂。  发表于 2015-2-8 13:18

    该用户从未签到

    33#
    发表于 2015-2-8 11:50:56 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2015-2-8 11:14
    " n+ `6 G$ I& q( p离散系统指discrete system,也叫采样系统sampled data system,而你说的是非连续系统discontinuous syst ...

    # }6 P; ~+ J5 e& ^看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    ( k1 Q' Q! P6 L/ m/ G9 k; m; o7 Q9 t( P5 d8 `
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议,但我们至少都同意一个多位控制系统,比如汽车档位或是最开始讨论的有大小火的电饭煲,严格地说都不能用经典控制理论分析,真要做PID调节的话更多的是凭经验了。
  • TA的每日心情
    慵懒
    6 天前
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    [LV.Master]无

    34#
    发表于 2015-2-8 12:05:31 | 只看该作者
    橡树村 发表于 2015-2-7 19:589 |% }" y8 t6 y3 V
    有控制专业的来说啦。
    1 B4 K% p  u! a2 `, g9 H( H7 d9 I3 P* S  \2 F6 F1 @5 ]8 S
    这基本上是个密闭体系,水的蒸发量加大就会导致体系内压力增加,这样沸点也就会略有 ...
    9 W9 d; M9 d* B* R
    不愧是过程控制的专家,把容器控制的道理说的简单明了。我就说不清楚。
    2 ^6 R6 k) a8 {) B4 p4 b! x不过就电饭煲而言,不会去测压力。还是会用温度的ON/OFF控制,只不过可以让加热器分级加热而已。比如50度以下加热器功率全开,50-70度关一些功率,直到最后只保温需要的温度。4 X, u3 f* w3 ?  K: @/ F6 S+ m5 _
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    , i$ w8 e8 s# v( t
    举双手双脚同意您的这个观点。所以我说日本电饭煲的价钱都付给了模糊控制,把他们在模糊控制上的成本找回来。
  • TA的每日心情
    开心
    2022-12-1 00:01
  • 签到天数: 2488 天

    [LV.Master]无

    35#
    发表于 2015-2-8 12:07:07 | 只看该作者
    沉宝 发表于 2015-2-8 11:501 U+ v; i+ ?+ u+ _2 y
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。& `, F6 N( j4 u% H

    . @4 `: A. ?5 F- R* J. ~. s对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    + w" p; a& ?. s0 B  L8 G有大小火的电饭煲,如果说的是最简单的那种,其实控制非常简单。一开始大功率加热,达到水沸点的时候继续保持大功率,也就不需要控制输出功率,然后,一旦温度超过沸点,直接改小功率进行保温就是了。就是一个简单的开关。9 j! \' N* S3 B& C" ~

    " e' Y1 R% ]! r+ o; P5 B' W而存在复杂控温设计的电饭煲,很显然加热功率就不仅仅大小火两个档了。
    & b( U0 O8 n- `2 w; j
    0 A1 u) `$ ?# z" Y& S6 w这个和汽车换挡还是很不一样的,汽车在每一个档位都可以改变输出功率的。
  • TA的每日心情
    开心
    2022-12-1 00:01
  • 签到天数: 2488 天

    [LV.Master]无

    36#
    发表于 2015-2-8 12:13:15 | 只看该作者
    Sichuluanhuang 发表于 2015-2-8 12:05+ X$ c7 E, y& Q' \9 P! H$ D
    不愧是过程控制的专家,把容器控制的道理说的简单明了。我就说不清楚。2 s0 {- r- }1 i6 b( S2 v1 ?
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    ; e5 A1 t4 h5 q% }% o" ]
    如果只是根据不同温度直接控制加热器的开关,那这个和什么PID什么模糊控制都扯不上关系呀!这个唬人程度超出我的想象了
  • TA的每日心情
    慵懒
    6 天前
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    [LV.Master]无

    37#
    发表于 2015-2-8 12:18:26 | 只看该作者
    橡树村 发表于 2015-2-7 22:19( j8 L, K" k5 j% P' ]- m4 [: o
    大工业装置反而很难实现很精确的控制,而且也不是很有必要实现很精确的控制。
    / L$ o, g4 J. ?4 k: m
    % n0 a# g% n+ j比如装置的体积略微大一点 ...
    : Z2 J& k1 l4 ]$ M) w. t) D9 d
    我认为这就是PID控制最后战胜模糊控制等的原因。工业过程控制,根据产品的不同对控制的精度要求也不同,稳定性要求也不同。大多数时候,是允许一定的误差的,所以PID控制就可以达到目标。而高精度的控制PID调节也能达到。而模糊控制或者神经模糊控制(Neuro-Fuzzy Control) 很多时候的精度上的优势未必有用,调节的速度效率未必能达到要求,而且花费可能就多得多。
  • TA的每日心情
    慵懒
    6 天前
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    [LV.Master]无

    38#
    发表于 2015-2-8 12:29:40 | 只看该作者
    橡树村 发表于 2015-2-8 12:13& d: u4 V# ^- X1 n* m  J
    如果只是根据不同温度直接控制加热器的开关,那这个和什么PID什么模糊控制都扯不上关系呀!这个唬人程度 ...

    3 w9 d" \" L  |0 j; z0 f7 L0 i我不知道他们在电饭煲的编程怎么做的。我自己的电饭煲是松下的,不是贼贵的那种,也写着fuzzy。煮饭时就听到滴嗒滴嗒的开关声音。再看看里面的元件,我不认为他们会花大价钱做啥复杂的模糊控制。
  • TA的每日心情
    开心
    2022-12-1 00:01
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    [LV.Master]无

    39#
    发表于 2015-2-8 12:40:06 | 只看该作者
    Sichuluanhuang 发表于 2015-2-8 12:29% q+ M( U% u# C) S
    我不知道他们在电饭煲的编程怎么做的。我自己的电饭煲是松下的,不是贼贵的那种,也写着fuzzy。煮饭时就 ...

    - U' P- `3 M- h/ H看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。
  • TA的每日心情
    慵懒
    6 天前
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    [LV.Master]无

    40#
    发表于 2015-2-8 13:14:44 | 只看该作者
    橡树村 发表于 2015-2-8 12:40
    % s2 y& f: z, @看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。

    ) F0 _- V$ N' K哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    / V( S5 i' t5 [& W' J我觉得日本人的模糊控制最成功的可能就是能跟人聊天的机器人,很适合发达国家的人娱乐娱乐,工业上能干啥?

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