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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
$ T: s* W+ V! H5 \' I  V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。. ~6 {# i8 [6 c' e6 V
, k" K9 w, Y8 J
比如装置的体积略微大一点 ...
) o3 f; b5 H# 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
  • 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 00:002 k! c  e* y  y  P$ O
    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 ...
    9 x! W. R, W8 g6 P) y
    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。
    ) d% H/ z" K3 |7 @( K; r4 t. n! W$ Z, F& [" q! [2 }$ w
    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。- Q* f- X/ v$ O

      T6 Z( C0 T! U$ W2 r7 }2 C

    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
    9 U' v8 X' T& K7 J; B) f1000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 ...
    " V6 R  e& m$ ?9 Y- Q+ a" c* R
    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
    5 t! O# q5 ]& z2 Z. QPWM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。 ...
    # }' y+ f0 w+ w2 t% h0 E! P
    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
    9 `4 }3 a0 R* u  x" N8 ~多谢。成本呢?哪个高一些?' _6 I5 g# N6 X' y3 S' ?+ D
    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。" N1 d4 d: Z# q0 {+ P+ s
    ...
    $ ]: D0 ^" e( v4 `
    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。0 P2 R) w$ [* J1 T6 [1 ]5 W' G
    . y# S" ^1 Q3 x; E3 w7 t0 P" S
    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
    7 H' ~, w- I- Rpwm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 ...

    7 e# N7 j$ i6 d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) s6 L4 Q; W5 o4 e2 s' ]9 C
    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 ...
    4 H$ K* s1 q/ S! w/ k
    拍脑瓜,拍大腿~~~~
    9 R! Q5 b5 e% x3 v2 P. K" c2 E
    - T, ~; L6 O2 b) X3 t. U- h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
    & e2 h+ v* B- N4 c; O' _
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    " t. K( Z3 @6 _# d% 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 ...
      y+ T) x+ S- {  b  W
    + a" a9 \1 O1 M% P
    晨大,不太对吧?: x, {' U+ B/ r! y# G

    8 l6 T* J9 d7 ^3 {+ ^! [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。
    ; \" n9 P( f% Y7 q5 s0 Q; q% s& J2 O1 `
    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
  • 签到天数: 1771 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
    ) G% I3 I$ O3 i+ {! nPID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( ...

    3 a6 r' i$ ^0 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 ) f/ K* F+ ~) a  ?# _1 \
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    , X& \: X/ r" I, U, m( ^6 ~晨大,不太对吧?# p3 u: n: w- B7 z1 j. v- ~# D
    3 M) z, |) e, }( z2 v/ E; |
    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 ...

    & C" ]# ?# U- d( @' a  a9 e0 g- i# d, `7 q3 I' c
    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。
    . W/ I4 r5 h% k
    2 o1 \5 C; X& j' o2 L5 G连续线性系统的向量通式为
    9 q- Z) O3 l  {X_dot=AX+BU- S. ]. x8 g7 m+ t5 y
    Y=CX
    ' C; Y5 ^1 @' `; {" SX_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。# K8 x. F* M( K! [

    3 e9 Q: u1 g  c- }0 c3 E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。) w. U1 D' _8 K2 l8 g
    / V; ~1 K- }  E! X
    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 |( w# ~) h1 R9 K; k; K$ ~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 ...

    " Z0 G: B( S$ n1 l$ C; h看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    % J0 l# n2 z6 O4 m3 {2 c; J( D9 ?$ d
    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
    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
    . \+ A- T* p- F: L+ ^有控制专业的来说啦。
    + l( B5 {, g; E0 t" m5 v0 L9 n1 C4 e+ J0 \, T3 I" o4 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 ...
    0 h4 x/ Z9 d; C8 W6 T8 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。
    * A/ D6 H7 ]8 S/ n! T2 v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。
    ' X" c8 ]1 N5 b
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    $ x& E6 z/ h  L: ]2 U, S
    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& I9 {# j8 ]5 h. `0 S5 N4 W
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    0 U, {) D6 n3 q( q8 s0 D2 i! c/ A% d& U/ U% z
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    . \% |/ N, r' b3 J  r& 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。
    " i( q( z9 }! e
    / t$ a. D$ J; g* ^& ?4 }8 `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 k5 i2 p5 `0 G; U% i5 ]! g7 b& \, ?* 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。
  • 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 12:055 f  L/ r+ a; F6 g
    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。( u; U" l! ]2 P- F, V
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

    ' o$ d1 n9 m+ _6 c/ Z0 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!这个唬人程度超出我的想象了
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    慵懒
    2024-4-19 22:33
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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
    , a% p* _* H0 E; g+ `# p& s9 R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。- l, l* I  [& h8 Z1 ^, J5 I

    / o) q5 ^2 Z& v" o/ I; J比如装置的体积略微大一点 ...
    ; Z; A" o' d9 z- b8 o
    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
    慵懒
    2024-4-19 22:33
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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) G: W& `7 P. Q1 {/ Z' ]) T/ K3 K* s! x
    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 ...

    5 D/ s' R, J! R/ A8 V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
    4 T! d) w: z2 R  c- L; R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 ...

    6 Z, V. s0 L, 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。
  • TA的每日心情
    慵懒
    2024-4-19 22:33
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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
    + o  N7 I1 E& q8 l8 L7 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。
    6 L! M/ h7 \- _0 V  P
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。, I& p, J$ f$ R: c  x$ J) 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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