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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. Z$ a3 _# P' S' J* x# ?& e' o: 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。7 R+ V9 u1 ^4 r1 m9 Z+ F

2 {$ A4 j/ A/ ?& W8 y  l7 Q2 f比如装置的体积略微大一点 ...
$ E& e  ]1 c' }- 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
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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
    7 {4 }! x- B/ `4 C% K) I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 ...

    # n) ?: j: F3 ~7 k  l7 X) T# 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,毕竟成功的例子太少。; R, W  I- B4 h

    5 D2 H6 G- }) U# i( y- d. r/ @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。
    & W  G6 D/ q( Y/ d5 k# Y8 S5 @) V8 W, V0 c+ ^/ x

    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
    / j0 X/ g! \1 l0 S  ~" B; y: u, _. S3 _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 ...

    + x% A- C6 y2 q. A/ [4 P  p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* P) ?# M& v( j
    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。 ...
    " W$ A* [" C1 T1 A3 u& }
    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
    7 N, ]) e  U% G) N4 O) w, ^9 Z" c多谢。成本呢?哪个高一些?- u; a8 O6 r, J; 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。
    6 X( A4 w' K: V# l, c: L; ^) P ...

    & w! l- X$ e; 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
  • 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。
  • 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。8 S, J4 f' N  M
    1 @& ?- `6 G5 U- q0 _5 p% s+ c7 [
    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 11:570 p- M, L6 l/ k. N- ^" g" f$ 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 ...
    / `' F5 j0 r) e9 k! n. p
    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 00:133 z" [7 g+ |% x: h* w% 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 ...
    ( ]3 t/ @, P# j% k; c1 ^9 m
    拍脑瓜,拍大腿~~~~
      t/ ^8 y3 H! U: G$ s3 E, O4 r, A& C2 o, O9 [' J; u5 {
    决策的方法多了去了。

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    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 A/ n7 M6 V2 i& x2 {, ]6 {
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54. }4 S2 z' s9 U9 m( `4 l5 ]& l! X8 v
    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 ...

    . A6 a  p4 T; ~1 T* N7 A$ ~, F  c; X2 E1 g+ D2 C) i
    晨大,不太对吧?
    & M0 \6 j" S$ @6 V! S4 ?8 k) C5 _2 R; u. 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。
    ! {- ~; L' e9 \. m7 y8 Y  I5 P
    0 a+ J, Q1 Y8 V% t) ]7 o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
    奋斗
    2025-12-24 06:16
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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
    & K$ v3 U& a  \; c4 _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( ...
    , B2 S2 ]& R0 ]1 X7 n9 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。

    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
    ' Y& g: k9 W4 c( Y" `$ X, T- c- O1 Z% S# k
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36" ]- h; v7 Q: \, Y5 v6 h
    晨大,不太对吧?5 B8 J6 S( @' D; \4 j

    / {4 y5 ~1 w: H. t/ 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 ...
    ) a* Q! c5 o. S6 a. O& m
    7 A! i. D4 s, S- E5 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。+ q; z% [* V( |6 e4 v
    * N2 r9 P# U* M- ~/ p5 }
    连续线性系统的向量通式为4 k( K- J. n- t* J6 B
    X_dot=AX+BU" H; `; q" E* H2 Z; P$ ]8 K  j8 l1 i
    Y=CX
    3 E7 k5 c' @9 r; u  rX_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。
    ) d( O8 A" l, T& y2 }) Q( N: R1 Q. `% M5 ]
    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。
    : @0 ]+ {2 g  Q, t6 c$ Y- O
    & E1 i, l. x6 K& p% b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
    6 ~* t' x& |; J9 i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 _1 ^  {- J* r$ m, A
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    ' \' k: E6 E  e- A' M  x; [4 {7 D! t
    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
    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
    * a% @3 @" n/ M1 H0 p1 b有控制专业的来说啦。5 ?, N2 O0 {! T) U
    3 n0 K1 `- ]  _+ E
    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 ...
    1 _' m8 e+ a2 J; l& D2 Z2 c  j
    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。) g8 _+ j6 i, j# m/ }- B9 S4 E
    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。: S- ?- o0 n1 }0 Y; r3 r) [5 x
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    + k9 s( Y6 l$ Z$ j# l5 |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
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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
    & w& I, g% y) n+ k看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。8 Z! ^# j3 p2 X9 c. g0 d3 |

    % h6 n) K+ }0 h1 R/ Z. h对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    & g9 f- J/ y1 O( |9 D6 Q; N& r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。& E1 D2 M5 V  l3 C9 {
    ( L% Q% M+ [, Y* z0 @; b" `
    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。0 f4 j; h& i8 c' x( I
    4 k) V: B: q5 F, L5 m
    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
    ! T9 W: e, m( B9 v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 ^. J) ~# T2 z" }
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    9 S0 G+ `* H6 R, ^
    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
    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
    , Z& |. E. X- Z, @+ B( W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。
      n$ b" {+ U+ I" p9 T: M% `
    , L) ?) A" ~- L比如装置的体积略微大一点 ...
    6 H2 m8 U) x, n( ^' j. G
    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
    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 12:13% J4 O5 L( N5 i0 m/ K% V9 Y
    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 ...

    ) K+ k/ B: X& H) A7 S8 ^- a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 12:290 a" ?# R. d# Y$ x
    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 ...
    ! c6 Z4 _) ~$ h' Y+ s. q# Y% D
    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
    奋斗
    2025-12-24 06:16
  • 签到天数: 1995 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
    2 K$ D7 E: i$ p: k: u8 c: N+ |; r0 m; a# 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。
    ) L: _" @4 |) o
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    + S% G! b: z6 O+ h4 u, g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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