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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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晨枫

该用户从未签到
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% m6 w4 `3 R2 A6 V# Q
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。
3 P6 D$ Q) N% b# o" W
* B& p$ S2 _; x! O  Q6 j6 s" x比如装置的体积略微大一点 ...
( p% e& ^/ A2 |6 s6 K; [
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……
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橡树村
  • 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# c& R) V$ n2 ~9 X% 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 ...

    . m% U) u) A. v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。7 q8 V% l3 L2 E

    , [4 G6 q* B" }6 m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。( G& G/ y! j6 S3 j* v9 u5 g
    - @5 d: ]/ ?8 Q& s, R. a4 d
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    晨枫

    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
    ( [7 t; Y6 ~/ u4 d+ ]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 ...
    ( j- [7 Z8 P# S' I' r
    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。
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    穿着裤衩裸奔
  • TA的每日心情
    怒
    2020-3-6 00:28

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    [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* t+ p5 l% W. o) S' l
    PWM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。 ...
    & P8 W- X' s7 T5 M  }
    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
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    穿着裤衩裸奔
  • TA的每日心情
    怒
    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 15:464 H5 }4 T5 A/ a( R7 t7 V# V
    多谢。成本呢？哪个高一些？+ k+ p: s( B. {* Y+ B$ F
    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。
    : A+ |- K8 E: X ...
    7 |0 w! ]1 x2 c0 f0 E
    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
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    qyangroo
  • 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。
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    qyangroo
  • 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。$ f: r7 K$ G4 n0 S: [& H# @

    ' D$ m% t1 ]# e8 j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。
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    晨枫

    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. Q$ j! P4 l/ r
    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 ...

    6 B* y4 D4 W) j& c  c5 h3 a! n/ v3 H斩波怎么能没有功耗？
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    燕庐敕
  • TA的每日心情
    怒
    2020-11-20 06:24

    • 签到天数: 1618 天

    [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. S$ W1 c8 D2 `* @
    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 ...

    1 V7 N( Y) ~4 |% ^  b. K拍脑瓜，拍大腿～～～～
    . K2 ~" H% t% W# E+ `! S' {, G9 ^# M$ t
    决策的方法多了去了。
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    沉宝

    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
    ; I, @( `& u+ o  Y
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    6 B' g4 Z7 ^1 \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 ...

    8 I& A* M0 c0 z. K. L! ^2 H
    1 K( z, Z3 Q0 O- l7 J晨大，不太对吧？
    ) Z: U) ]6 S+ [: I; B* q0 c% v0 m. R' M) U, t  }4 u
    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 l# }, Y  a
    0 p8 X/ t$ o: m7 X* n! e9 T
    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。
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    擦汗
    昨天 23:50

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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. {( I% N9 h) z
    PID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（ ...

    ! i1 ~4 k. {: M6 f* Z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。
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    晨枫

    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 ( M8 R' i' b  _! F" k3 h- ]5 P
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:360 L$ a6 b6 T2 r
    晨大，不太对吧？9 u  Z' f* i( F/ [# F; M0 |! W
    " P* a/ A) Y. j5 b
    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 ...
    , G3 J! V3 c# Z- U& z0 J) }
    ' e7 W: c9 I5 s7 r
    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。4 Q) N! F7 t  m

    1 t3 c. m/ o* G" Z- I连续线性系统的向量通式为  M" ~  ?' X9 _, X
    X_dot=AX+BU
    - G& R" Q$ ^9 W9 {( X7 u+ jY=CX
    7 G  b+ Y- i$ O' N; Y6 J* WX_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。
    6 _) t3 B$ k* W! D
    ! q. \' v; h/ c. l& ~3 w/ `- u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。
    % f4 E: \0 b7 s) Q, S) }- X
    ; [2 [4 Z# z5 H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
    晨枫
    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
    四处乱晃
    涨姿势: 5
    看到符号就头晕，看不懂。  发表于 2015-2-8 13:18
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    沉宝

    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 11:141 b. W# m- `& v. k) O
    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 ...

    7 Z$ t, J7 Q( ~) C# I看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    + h8 j1 M2 O  ~" b$ Z0 d  ?4 z$ u9 U8 h) S; K5 c# ]/ T0 w, g
    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。
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    擦汗
    昨天 23:50

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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 19:58
    & @- j' {% K1 Y9 L有控制专业的来说啦。
    " d4 S' y6 j! H' }1 `! t0 M1 u& @; x; T
    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 ...
    , E8 D3 {9 H9 P/ E! i* q
    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。9 j1 I( ~5 D+ {5 j# X7 K  a
    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。) [& n8 H+ {. y3 q; z- Z
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。

    ) U) q( b: f" d- t" A8 P( J, n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。
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    橡树村
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    开心
    2022-12-1 00:01

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    [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 11:50+ z: j; |: c% _4 R6 h. L
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。4 k* \* Q# N$ }, Z0 [7 J( R9 j, }

    0 r# {; P; R' a) W4 N0 x对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    : S/ L( |. f( A# i. _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。' ^  O: B2 \: e+ E; S, A& W. S
    ' D2 s0 {- i3 x( K
    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。
    4 d" @: ]0 p6 |$ R7 o  u
    3 N# I7 e* [* R. q  t5 |3 ~0 Z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。
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    橡树村
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    2022-12-1 00:01

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    36#
    发表于 2015-2-8 12:13:15 | 只看该作者
    Sichuluanhuang 发表于 2015-2-8 12:05! S/ s2 r! u9 i6 b
    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。
    0 i1 n; ~, y! B" z( i- l不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

    9 Z6 ^8 z: v/ B$ s2 L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
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    四处乱晃
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    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( K' [' ~: q; P
    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。* x* N$ t* e8 e5 F

    1 y- I4 V/ z- l! L7 e+ [  c9 d比如装置的体积略微大一点 ...

    , A8 e( m$ `+ e) P: ^; e* B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。
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    四处乱晃
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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
    1 r3 ]$ y: R2 d) X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 ...

    5 E. k7 V' y. }+ 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。
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    橡树村
  • 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* H* n4 X& h4 e% H3 M
    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 ...

    & I) X) l! m0 ]  \# N+ [) O看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
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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
      \/ Q$ |; @/ `* [8 p* E8 _看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。
    6 D7 @$ M; \. s+ q
    哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。
      ~& g; R4 ~0 L( u3 |3 d' H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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