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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
1 ]7 [0 W+ i7 |' ^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。4 d# F8 x9 E3 ~
  j* N" N& }7 ]: e9 g6 H8 R' k9 [5 ^) C
比如装置的体积略微大一点 ...
% \2 x2 t5 g# _  c& P4 M
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

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    [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
    * i6 x4 Q7 O( I( L" \" B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 ...

    " A5 V" ]8 B  X# F+ D( H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。3 p, t% [- ?) R) O0 l( p/ o
    7 C  N; |; [( C* y
    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。1 Y$ s% Q9 W. a& `3 p6 M% H+ v+ D
    ) k4 e$ X- F0 x" r/ Z' H" 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
    $ S5 C- `% ]: @5 ]# a! i1000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 ...
    # [$ c0 d1 s+ p5 M
    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
    7 ^7 a2 N# B; P( h# x1 H4 ?7 SPWM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。 ...
    . n0 O% \  t9 w; Q$ b# Z  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
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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
    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
    3 Q9 k/ D, h! K* K4 S8 _多谢。成本呢？哪个高一些？
    & j2 t+ Z) J1 @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。
    % J+ I  j5 ~, R& H$ ? ...

    5 a$ T- u5 Q  D* ~/ B1 |& U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

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    [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

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    [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。
    . P% h/ f, y' F: V- K4 f3 v4 q" T% k( o" Y. |2 l( A
    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
    # B; u- d/ _! L' ^, ~, G0 Hpwm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 ...
      [2 |2 j5 F# v9 O8 d
    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

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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; k& e  u9 {5 L. W7 P3 x8 e+ V+ M
    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 O+ Q7 ^% v拍脑瓜，拍大腿～～～～
    , m4 L& |: A% h0 D2 C9 |( ?+ N9 v1 ?" y+ c) H* ~& A0 o6 S7 ~1 P
    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 . u- |# m, ^* T& \+ p0 y) w* `! `! Z/ L
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:546 C8 j. q! P5 E8 J/ d/ P
    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 ...
    ) z8 b0 k+ y# k9 G2 T

    # @& T  `0 L$ o9 o0 v晨大，不太对吧？
    - I# N* W# ~" `
    ) r+ ?& F. l: W5 B/ n( p, n* N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. J1 r, K2 N+ U- t5 c5 H! p, K# h: u6 P: M$ `
    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
    奋斗
    2025-12-24 06:16

    • 签到天数: 1995 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
    + F* T! x4 D  l0 u9 M3 ^# L1 w7 yPID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! L- ?! e& }3 R, M8 G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 0 [- @) {& U$ c
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36+ _' M, K; ~" u; ^0 I- C& l1 w3 m
    晨大，不太对吧？$ w$ |3 D; H1 h) G9 t0 R" Y" O

    # y2 [2 H0 w+ p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 ...

      T1 r9 @4 _9 H0 O5 |8 w4 V
    : ]1 h0 V- e& g7 F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。
    3 k  e" l" C8 X) I
    : _' U1 r$ G- ~, L! k连续线性系统的向量通式为9 r) C  i- y$ `: y' K
    X_dot=AX+BU0 p& F' D" |6 Q% j1 H1 f0 t: S
    Y=CX! W. A3 b8 o2 q# K1 }: H
    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。
    ' B: o- D2 Z1 [6 _  `1 _) q& @7 f2 x6 G
    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/ D* d6 ?5 y( J( @4 r/ {$ G' Q7 U& h; O8 {3 M. |+ I( E
    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 11:147 P7 u0 [! A) [3 j  a4 Y
    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 ...
    1 _. @8 O  p8 K9 P1 t, p- b! B
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    ' r6 `8 `1 F& v9 G7 ~* d
    + }9 O" @% \% V4 ~0 A; m! T% 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。
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    奋斗
    2025-12-24 06:16

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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; R9 W. J1 O3 T9 I! V: ]
    有控制专业的来说啦。
    - ^: j0 U* o' h8 U, @0 N9 V$ n' J0 e+ C/ w) H8 W( C& R
    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 ...

    % R; }+ y0 D( H( k& h! }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。) @3 \: L8 d, }& m2 Q
    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。2 p9 O* l8 ^( \; a  y
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。
    ; `! |3 _5 @% 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。
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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

    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
    ' r% h$ [; Y+ ]9 q- `) d# T7 t看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    ; h0 X% |2 @& f4 a7 x+ ], l' ~2 q" q7 p* Y4 s
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    3 R3 r8 n8 G: Q3 g! J4 Q7 H' P
    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。* y! B8 h9 v. j  h3 ^
    7 L2 U5 l6 ~$ J- z
    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。' x8 ]& i% ?. u

    $ x6 F5 _; V5 A7 n/ @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
  • 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
    ) _0 ~0 y4 Q& \( ~3 [( @5 \# K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。) y1 a8 r: P' D/ A$ b/ K
    不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

    9 ~4 m9 m3 ?0 p, b; z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
  • TA的每日心情
    奋斗
    2025-12-24 06:16

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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/ ?# d. z) c/ y3 J5 s2 Z
    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。- E. ]; K6 z7 Q& V, ]% h1 ]
    ; r3 `* r4 m3 h  I
    比如装置的体积略微大一点 ...

    $ w' [, d) Y3 d7 V$ W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
  • TA的每日心情
    奋斗
    2025-12-24 06:16

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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 12:130 r2 h5 T  D" e6 y& k
    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 ...
    * x, V( h/ c* l$ x4 v8 X6 }
    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
    & Z( y& O" U0 ]9 H% N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 ...
    & P# k0 b. N# t& N
    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
    奋斗
    2025-12-24 06:16

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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- Y% ^: x7 ]) r5 T- a5 j
    看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。

    # e. J; [: y2 n2 z. E哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。
    + U4 `) o5 `8 s, |9 l9 W1 k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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