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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
8 g' f& f7 c, M9 T4 h( Q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。/ y+ e, v0 O$ j  g. ]4 x( H( B
9 x) n1 j* q, x, {( E% }
比如装置的体积略微大一点 ...

/ q1 O+ M* G6 N6 ~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
    ( H/ X8 t% g. g, y7 B  h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 ...

    ) v7 [& ?  l/ L0 O1 i. 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。
    . v7 r3 X+ B5 l( S
    : e4 C2 p. l+ |2 j- r/ 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。1 X' b4 ^. p+ R, ?% A5 w

    0 c  r5 h5 r, q. @9 Z/ M8 j

    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
    3 S& `0 T# x2 b: R# [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 ...

    8 P$ |8 ~3 ^/ S& {" l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' c8 t1 M) a) p1 I, L$ L
    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( w; \2 `" n1 S) y4 m  \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
    ! x' c4 L* q' R6 g1 Q8 S7 W! k" M多谢。成本呢?哪个高一些?
    9 P( Z9 W4 s, t8 D+ b: e( `1 ]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。
    , Z/ R: J7 I2 b1 n4 s ...

    ; [& h4 }# u+ M% n6 u3 @, q0 J- x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。
    / z  z. @/ i6 ^& g% y5 F7 |- c# r$ r5 V" U% k: H& d
    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
    ! K3 |+ x0 N% {1 U1 ]2 H+ X; Lpwm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 ...

    " r- ^" j5 t$ y, h" B( [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
    : H( R1 _! m! n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 ...

    / n1 V9 Q4 C% j1 |- x) M拍脑瓜,拍大腿~~~~' F: I9 U( ~# ]. @# ^

    ) b" T( J1 q$ H$ O3 c6 t1 @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 $ G3 f6 i2 q; o0 ]( e! @
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54( |9 O8 J6 J: S3 E; ~6 F
    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 n6 j7 I$ w

    ! ~. p$ L4 ?  F( e% w$ W3 z( U晨大,不太对吧?# A+ z" M& W* n% T* o: t; g+ E

    # F, C! y) i8 Y& 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。
    % V8 d/ Q+ F! i' [0 U0 `, j# m& [9 Y$ F# [# v' B2 ^
    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
    慵懒
    2024-4-19 22:33
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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: A8 {. {, B& ]1 d
    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( ...

    ; T3 F+ E, t: m0 P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
    . e) j* P" X2 t4 F
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    * A% u/ y" U2 @  w$ |7 O9 X% `+ o- f晨大,不太对吧?* Y& l2 l4 x, n% |- A7 D
    1 s* c! g2 f5 v/ X5 m3 s( 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 ...

    5 k# i! y8 n0 i/ b8 o4 M) m* l
    - V  V& k9 \% a/ }! 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。
    $ v4 H; i4 A, J0 u6 x, {5 L. {1 i! z1 t
    连续线性系统的向量通式为( W9 o$ }0 D; m6 K9 b8 d/ ^$ h- i
    X_dot=AX+BU
    ( e8 e7 W, q( }5 u; l+ t0 l2 FY=CX
    1 h8 j& X! h) e7 p( a5 nX_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。9 ]1 k! _$ a2 {+ ]$ X* Y, F: }
    2 l$ }3 n. b7 ?+ \7 Z
    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。( t4 C! S3 l' P1 l

    2 }2 a4 V# G1 e1 G# L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 11:141 k' N1 L5 W& e1 L: k% x; B7 Y  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 ...
    0 n) ~  I  m6 d6 v0 s3 N% L7 ^) M) s
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。8 c  E( x1 q# e, _5 Y

    0 K" y1 }& q. I3 v& K1 Z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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    慵懒
    2024-4-19 22:33
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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( c; C, E7 w: {; v9 t6 O
    有控制专业的来说啦。
    % N0 J+ J; {# o9 q( E; s& j7 V% N' y+ E1 g' t& ^3 b: O
    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 ...

    ; Q1 `/ h% p  l# R3 `4 _9 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。
    & u9 [, \3 j! K, s& m/ m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。
    + B$ L  W4 r  ?" G
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    , d/ c7 S9 D8 ]# E( 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
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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
    0 P1 B6 m; \% B* \! |8 u看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。+ Z0 K, x5 F0 ~, w( J
    9 l- P7 Z" h; L
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    ) E7 c3 Q2 g/ j0 y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。0 B3 |) T: X  P; W

    4 ~. ?- M) Z! @, n4 \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 p/ L- D/ N* G8 z; W0 k

    ) a7 o! Y7 u, D+ w/ [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
    ' E  I+ m2 l0 X! L5 V- 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。
    2 m/ `# B0 F& J* A( K不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    2 A7 A- X7 ~9 _5 g
    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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    慵懒
    2024-4-19 22:33
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    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
    ' c# v/ i. g; i4 E4 l" t/ {8 y# F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。
    ' j% h. m; \! O! |* U% W; S0 ^) t6 c3 g+ g6 ?& A- [
    比如装置的体积略微大一点 ...
    9 _" L5 ?; D4 b, P- x' T$ J
    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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    慵懒
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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
    * [% ^& D2 k9 v: s8 _# {2 ~# u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 ...
    8 C0 w; \5 o& m) S
    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) }. S2 a4 f. K; f8 k, 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 ...
    $ H' ]( ?# J# [, C* C
    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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    慵懒
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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
    # D( ^  y- p7 A; b+ 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。

    ( z9 M: _8 C7 h0 ^! Q; s哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    & n* s- H' v4 S+ U8 }! F3 c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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