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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
" b) w' D8 u" g. X- E' c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。' Z8 Z: P. I( s6 ?4 G

! o+ {( F$ I0 k  M6 q) m  T比如装置的体积略微大一点 ...
+ B7 d, x( W& t  G$ c
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
    $ ^7 A- f" w8 ^7 ~8 Z( A3 i- q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 ...
    & o( H4 [) M9 d! o9 }) o
    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。* @: b4 `. c: f! F0 A5 v
    , n; r8 s1 g7 M8 v1 u7 r! F2 }
    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。% K/ G6 g0 z' }0 C1 [% _# H
    6 N! \" B; i) [2 ~( R

    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
    / t" u8 O) ]1 t1000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 ...
    - T0 K/ K  c( P6 w6 H/ `1 C
    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
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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" q" l3 p1 j; M* u( A
    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。 ...
    / ~: T& i: \, Y  ^5 \% q7 I4 i3 I
    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; y# T# K% R) Y1 w: w3 Z8 M
    多谢。成本呢?哪个高一些?$ B+ _2 j6 d; V- i8 m  q
    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。+ i! J# T$ Q! A0 h4 u
    ...
    5 I  }/ T+ E$ H$ n# v* R4 T0 y
    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。
    0 |' u5 j  K. k
      Q6 |1 l) a+ X, O% S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 11:578 l- r7 \, `) F8 ]' u' k
    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 ...
    ! B' ~8 I8 V# y6 J' g
    斩波怎么能没有功耗?
  • TA的每日心情

    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
    3 c+ Q: ^# c, @1 v6 n, j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 ...
    . x- A8 n- ~8 k5 ~  P
    拍脑瓜,拍大腿~~~~8 k- q" t# q, H* Q  b

    4 a( f8 f; X& }2 f1 I) R/ o, I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 5 r  J. ?7 B6 A# r
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    0 x: h+ [8 q8 D) L) v" u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 ...
    4 X' l% }  Z5 J- }! _
    7 `3 w$ T2 h  w$ G
    晨大,不太对吧?
    7 l7 }( C! n' F6 Q4 ^& ]# Q: Q! j* V6 ]( ^; n3 b; k
    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。, r% a6 u! J, \3 a
    ) l; H/ ?( k* ]4 |
    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

    3 天前
  • 签到天数: 1927 天

    [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- r: d! R. g$ |  ^% J$ Q8 m
    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( ...

    3 C' {% Y+ Q2 R# e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
    9 E2 ^9 H, @4 y( @; I9 e6 c
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36/ S: d7 X0 k# t* a" N
    晨大,不太对吧?
    8 W3 ]3 _) [# W; h/ s; c( c/ d) z" J+ j
    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 ...
    * I+ C5 {. q4 D

    % z& m1 K$ t1 U$ m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。! w2 V. T5 j8 O
    4 C6 j1 E% N0 i2 c+ c4 C9 u$ n3 s
    连续线性系统的向量通式为5 y8 [; P9 Q2 ~9 M* s- _' x
    X_dot=AX+BU
    + U; |: T3 V1 a2 k6 C6 sY=CX, h/ f% `+ V1 w0 t$ _( ?" h: r
    X_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。5 w8 P: I2 }" w) a4 ]

      n; m+ P: V- D! X' M; c; ^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。
    . P- D5 Y5 Y* R/ F- g6 E9 I5 o% @/ I" r/ c3 U- e- `/ n1 f! E; d
    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
    * M4 ^* f: q$ g/ l1 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 syst ...

    3 \8 ?1 I# S! s8 K3 E" B8 s看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    9 @' H' V$ |5 j+ C' g8 ~( c7 i( F, z, R5 ]2 Q" \$ R( x
    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

    3 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 19:58
    6 Z1 P0 e4 r. n7 j7 H5 @有控制专业的来说啦。9 h3 q! K+ x7 P) G+ D6 e
    7 l- B) y2 F6 b+ L. x  y4 ~
    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 ...

    $ @) b; T3 C9 u/ I7 p* ^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。$ o0 j0 J/ k3 ^( n
    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。- w( g0 Y" c/ V9 @6 V& O5 D& ~: c
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    ' N' I7 |( U3 {( m
    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 11:50
    ' s7 R& t# ~# q5 Q看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。; _5 n2 o# {! Q' `5 \! I
    / L9 b8 f) `8 H8 N# [
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    + r/ Y0 J4 p( Q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。! N- K  {* s- z, U" f* b

    8 y; t6 }  Y3 `& c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。$ H; V" ~4 _' P

    # F5 L: `* G- B9 R# w' v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
    , q% M% m) J, v+ t( l% Z+ ]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。
    " G5 I4 s5 u/ g3 K3 ]$ y不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

    # @9 j& J" S7 h* R8 w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

    3 天前
  • 签到天数: 1927 天

    [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 22:199 [5 K6 Q: e3 F7 [; b1 f2 H$ ^; v$ M
    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。$ c9 ?; s! f. N* k0 f6 d1 M# y# D
    & D# W, s: j, ?) [8 C
    比如装置的体积略微大一点 ...

    , ^0 L% ]  ~% d5 r* `0 r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

    3 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
    1 f- P# ]$ |3 O1 C  g! I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 ...
    1 ]; N. }4 W9 W! e
    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
  • 签到天数: 2488 天

    [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 12:298 U( d2 H8 z& \) L
    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 ...

    6 m. a' B' I5 T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

    3 天前
  • 签到天数: 1927 天

    [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
    , \" X% \5 s$ f- T5 P( y! @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 ^) O: ?3 P) p, e/ M哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    , I2 n  [$ F6 g5 x1 h6 g4 |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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