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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# E0 g) R0 D& l
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。: x2 W  R# H1 T  ^0 L- W; Y
% q4 V( [1 J4 I4 K
比如装置的体积略微大一点 ...
% h% L$ R5 `* o' {  Y# U/ ?
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
    " z, v, O. h+ `- U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 ...
    - @# b2 r" n: s: N. a6 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。9 a1 k; }# d* U) W0 [) b

    * S" G" e+ A+ h  I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。
    ) T9 ?# |6 s3 n2 z8 o: b
    ( D  C& }' e; W$ a0 t6 h

    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
    ; Q0 g$ y" c4 A; @! o6 F# S3 m6 o1000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 ...

    ; U$ |/ ^9 e: B! W1 n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
    " Z/ U3 q* S! G. {5 D+ P% A5 vPWM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。 ...

    7 H  n: t: w1 g/ n" c' npwm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' g2 x2 y/ I1 N# Y+ w
    多谢。成本呢?哪个高一些?
    + c. a& X# O1 o2 H/ y2 X1 Y8 C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。
    7 X/ |4 }: i! m' B ...
    4 {. x0 X# f( M5 ~
    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
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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。
    % \3 c& c* I9 v5 N6 Z
    3 _# j; r4 |9 v: {) l" k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
    ) t7 M7 I" ~: W8 L* {% spwm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: q' g9 m5 Y& m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- R1 F8 b6 b1 ?2 M  P. V. t; a
    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 `! d  U& l( S2 Q8 s5 |9 p拍脑瓜,拍大腿~~~~
    * ?$ _, q. F1 b( X5 ~. j6 @3 x* ^/ o( e1 d
    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 ; I" T4 L& ]) A2 _
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54. O8 F) p  O- S0 t
    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 ...

    ) @* c  m# Q' F$ m% A% I
    9 b# e0 F" g" r6 J! R晨大,不太对吧?3 |, _6 t# _! f) F* v0 {' ]

    ' i* n8 P, ~' d9 ]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。
    4 I7 z# u: o4 u. |3 ?- w4 `2 I6 _
    $ [/ {& J# Q0 _( s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
    开心
    2026-6-27 06:52
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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
    4 A' R" o+ i- B1 L% }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( ...
    : r( N! H2 ]. P6 m/ l
    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 ) F8 w& q( U8 n5 N
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    0 J  U8 O- B. K( T: p! O晨大,不太对吧?
    % o1 e  B: s! w# h: I2 y, H6 ?" T4 {  b! U. p  g
    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 ...

    + ~( Y$ y7 `5 X1 S7 W7 ~( R2 m: O' x
    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。: T: o' D8 h. p% P9 ~2 p

    2 G8 ^- Y- v* j5 Y  J- V2 E* `连续线性系统的向量通式为7 O0 x5 G9 l, b, x( k7 C& [9 H
    X_dot=AX+BU
    * u- r7 F" x6 m! c) K+ J. XY=CX
    1 x& t1 O5 a" l/ kX_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。- \, C( g2 E% Q  x$ h

    : _+ v( U0 P/ c4 R3 w! I( Y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。5 b5 j( O+ Y6 C
    7 {# M* o1 S8 S7 o1 J
    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; J- f' g+ J& C$ N  V* \; N
    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 ...
    & f( H, ^% {5 l3 D- n
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    . J4 L, C; b+ _
    6 l: d6 Y0 v2 Y" y0 v  D. E5 k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
    开心
    2026-6-27 06:52
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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
    2 ~" N" z5 I$ S3 ?, s2 ~有控制专业的来说啦。/ J: t" H% _4 E; g% N

    9 `0 o" N- ~( M6 k' G- z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 y4 U* K, Q2 e2 S
    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。
    8 y* }6 d6 p; [' K% M0 t# T% r( w5 J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 Q/ w6 r" G5 w8 w. O. @
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    * L. t3 v! B* Q: ]6 D0 R. d2 F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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    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 11:507 m7 o& Z4 _  ^
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。* D4 `- Y) X, [+ ?# f
    ( l& F: M  F* g& ?) O8 v
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    . ?) ?$ a2 s, U& n& w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。+ |+ i& o0 `3 ?; a" V

    0 z( Y/ Y+ D6 W% A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。
    * Y6 V, g2 c% l4 h+ g% K  I' f9 Y2 }* r: q6 y5 c
    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
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    [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
    # K7 T$ `  f1 \0 i% l9 ^, S- \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。8 G. B0 a* x) {0 O4 v+ R8 d
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    3 E' H1 e3 C% h( @9 w* ~3 G; k8 S
    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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    开心
    2026-6-27 06:52
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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' s* L5 \3 t* p8 B' B
    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。# I9 v7 z7 t5 R2 {" B

    . @/ ^% V" j5 S0 B: }' D比如装置的体积略微大一点 ...

    - Y, }' y* Z1 z  _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
    开心
    2026-6-27 06:52
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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 12:136 _' `6 p4 m% }' V
    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 ...
    & ^! q, c8 o: M* Z8 n- B: D3 t
    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
    ) W3 x& ~* O( Z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 ...

    0 ?3 p7 _% x$ [' |4 Q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
    开心
    2026-6-27 06:52
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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
    ( j7 C* e( X7 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。

    4 U" B6 G6 F0 X4 D9 }哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    . X$ W1 B' h) t' H7 z* ?% 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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