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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 08:195 l/ P' {2 L, Y2 {; e
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。
* |. W7 R) U: f0 @4 t7 ?7 x; D( t4 Z8 y) N3 e
比如装置的体积略微大一点 ...
8 ^' e  V, y" B$ n& Y- p
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 00:000 u5 B$ e- F, R8 M
    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 ...

    3 F* L7 u! M0 |2 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,毕竟成功的例子太少。
    6 s% I+ P1 \# x6 ]* z2 j" y
    ' L" B" i1 E6 a/ t, d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。$ C5 _& f% w/ Z

    * ^6 {, e. Q6 D0 U; Y* k

    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
    : o1 q7 R( m4 H1000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 ...
    " A+ g0 N1 [2 \, I0 L7 S6 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。
  • 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
    * _& G! Z6 [7 w& P+ LPWM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。 ...
    : S) y) J# g5 H# I( t+ z4 s. 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
  • 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 15:46
    & q, \( e' |$ @3 n8 W多谢。成本呢?哪个高一些?
    " W" E' c* R! H' y4 s3 ^0 B7 M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 b' d3 C! r- C' {  _8 ^ ...

    5 `! A1 {0 C5 A9 z7 t" C4 w5 c' b* a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。
    : Y* z- j, g2 [' M; @9 v2 P  |: t  e& X
    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
    : G2 C; j5 a- M, O& B: G" J( kpwm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 `' Z! _3 Z  Z3 x
    斩波怎么能没有功耗?
  • 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
    ( G  n/ v2 t: B: j4 ~) h3 Y$ l8 ?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 ...

    8 H# E( U0 f7 x2 M3 ]2 P8 o拍脑瓜,拍大腿~~~~
    2 M  Y6 E& Z4 z% ]7 O+ H5 |$ n2 f" f  h3 Q
    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 , U4 Z8 O6 R2 ]9 P$ h4 D) ]
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    # ]; F# g; w; a( z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 ...
    3 o& n2 P' p* z3 K+ ?

    # g8 r! X+ G0 A4 @  `+ W4 l; K# [! j6 M晨大,不太对吧?: H9 E2 w7 ]- k
    1 Y' h- d. s- g6 U% w; t
    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。) v  G4 e  u1 S; U5 N3 g% i

    ' f1 r9 Z& u7 e/ Z- F5 v# h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
    怒
    2026-9-27 01:01
  • 签到天数: 2044 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
    ; k9 v! O" T! u6 \1 \$ `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( ...

    ' N, F, J; c2 L, Q; H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
    8 b. [: m2 X7 e! N2 N: [, H
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:364 T1 l* E* C, X
    晨大,不太对吧?% G+ A: W9 n& |

    / i) ^9 d& w$ O: _/ D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 ...

    / p6 j+ |, x3 V, q1 R1 I" Z2 X
      _9 q0 Y# T1 ]5 g4 l3 @; L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。
    ( G8 J& b; U9 s5 l% o
    8 l3 k1 X4 _" u3 o6 l连续线性系统的向量通式为
    3 ]1 O. V+ y" X( m- A( v: W+ o8 |) GX_dot=AX+BU
    $ S2 A9 N1 `5 Z4 b9 i. B4 N" B/ jY=CX
    , L. G) M! Y2 yX_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. G# Z! j6 D1 r! e  I
    $ j. ^" j" b! I0 O% O) x) E- \8 a  x
    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。, b0 a: E3 k$ X  y1 h9 j

    - x4 r/ P0 f6 P' R' o0 c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
    0 X% F1 d4 P9 A( F2 H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 ...
    $ i; A* Y' M+ ~, ]5 s' G* A9 |
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。, z, w$ D0 @( T8 \( G
    ' G+ L! S+ o' M# o5 B, W1 ~; r
    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
    怒
    2026-9-27 01:01
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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
    9 p7 n( j% P$ X* M6 t! {5 P有控制专业的来说啦。9 I, v+ J0 T" U1 F  }% J$ y
    . [$ `3 M+ R3 k1 v2 f9 w
    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 ...

    # R9 n& M0 D) v5 ~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。
      L# \% J0 K$ z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。
    ) o* u  v" k, m8 f
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    + t  z7 @9 x3 z# O% U, u: 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。
  • 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 11:507 K4 I  L# ?( a, [3 l" u
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    ; z+ a- l* L! [* q, w* n2 K3 u* Q5 |! K! o1 u9 [7 d3 O( @' Y& U
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    . F5 U* A' b2 @; a3 E
    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。  d1 {/ ]. T1 V# b7 {8 w2 P- |
    3 g% I& g" i! c3 d8 [8 K3 C* 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。
    ' Q! ~% P3 Z2 E- u
    & X0 l- R% W: Q4 i. d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
    2 l! F# @9 b6 o* r  w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。/ I8 n8 M8 E# J2 j  Y
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    % F2 E! G7 {- D" t1 s" u4 \
    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
    怒
    2026-9-27 01:01
  • 签到天数: 2044 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 22:19
    ) u2 x; [' S( ~8 _7 \2 i% d9 k$ |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+ b7 e" M' _
    ! ]0 I+ q$ E8 V" K比如装置的体积略微大一点 ...
    * Z- e/ I" R) ^/ G$ I: ~# U/ C. X
    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
    怒
    2026-9-27 01:01
  • 签到天数: 2044 天

    [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
    . d# R' N$ }) p/ S5 w; p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 ...

    3 B# j" K4 L$ a: K, B6 t6 g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
    8 A+ d6 z& u/ b; e& j. F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 ...

    ' R9 X# m. K  s5 j. M8 ~% V% x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
    怒
    2026-9-27 01:01
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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* i- u7 u! z% t/ K
    看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。
    . d- E1 ~7 _6 @" o! n# ?+ I
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。" d% A5 |2 x/ l0 O
    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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