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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/ q9 ^/ p4 D+ G7 `% p: |$ P" r& X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 E; Z) D  [0 B, U/ E5 C6 _+ B$ p8 {' S6 x) E# I
比如装置的体积略微大一点 ...
% B% ?+ J* Y: l
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
    ( A, S6 c3 ~! Y3 _9 D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 ...

    " B  v' P( B# I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。
    8 `: ]9 X- n0 v2 s$ u
    9 [) \' O1 x1 [: ~$ h" N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。* B; p% \7 C5 _3 K; h
    4 @( b  n9 ?  W8 F2 t; ?% }

    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 09:077 `6 `* c4 G/ o  F7 g
    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 ...

    . ]4 K8 I2 P  q3 a7 u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 23:502 r! N; a, Y3 P& ^  k' Q
    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。 ...

    : S* I/ Q$ O& j( ^2 C+ [1 s' gpwm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 15:464 ~# t7 r$ x: X
    多谢。成本呢?哪个高一些?
    # d" f6 I* c) W, [2 t8 C, c3 Y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。
    # t# F! q8 \: u3 H ...

    7 @3 d. T: K3 [! m2 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。
    ( z0 r% Y1 y3 F; ^+ Y$ V2 B0 p, S
    6 e5 q6 g  V' a! D, t' T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* V9 {) C, _/ u4 o
    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 ...

    ! d2 R2 W( J, ~: }" L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' z* O: k1 ^+ ~+ M" G- 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 ...

    . O# w- s3 z; D3 g( a) ?; s% ^) V拍脑瓜,拍大腿~~~~& V1 _; A5 t5 e( Y* e' Z( k  |! p, {$ n
    ( f1 g" h" P) G: w1 X- _0 A5 Y% |
    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
    : s. w9 t7 R4 I
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:549 T' J3 E1 c; o. A% {  S) q6 E
    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 ...
    1 k( M, i$ L8 _& W: o% L6 s
    ; B# X7 ^# w! _# c: E
    晨大,不太对吧?/ w# O+ b( j# @% Q  {) U; ?8 ]

    5 H; |0 }7 \; y) U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。+ b& b6 G: U- |: h0 I' D
    ) v5 P; L3 F2 ^; q
    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 00:045 w% n9 b& ?7 t' h6 i
    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( ...

    : A" i* Q" I! }( f$ P" Y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
    * I- N8 A) n1 F
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:365 B! _4 s- c- V$ }8 E# Q. F9 p
    晨大,不太对吧?" ^$ M2 r" k. ?
    ! q& m1 ^' K1 W0 N. }
    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 ...

    ( [. @6 A( h$ ]  }" V/ t2 p" M) k+ P: I' @, V
    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。  z+ |% u& k# e, N. p! s
    7 k( p4 `0 e8 V
    连续线性系统的向量通式为- P* R' }" ?+ \
    X_dot=AX+BU
    $ n4 d) T  V: |! A- RY=CX
    ; `6 R" R& Q4 G2 T) w; {& a9 x+ x  TX_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。
    ) }) e- C, W& B  }( d0 [/ q. S( n
    8 C( k' m& m0 I2 b" N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。9 v* x7 M- ?. P9 V
    $ y2 L' a9 s0 b, p
    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/ B/ v# R) _. L( b; u& o0 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 ...

    & z$ {! }, @! K+ G! {看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。( n5 N: Y9 T  _* ]6 J" D6 U0 p0 ?/ X

    " N6 G% Q! Q2 M- K) J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$ j1 q3 @$ K2 n' Z1 ^1 e2 A' x) Q# c
    有控制专业的来说啦。3 \, e% t- q# ~1 Y1 t0 o, \  Z; ^4 D0 `
    9 A1 O) R8 F; W* p
    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 ...
    : P- j0 ~# O1 j5 N2 e
    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 f3 m3 r# a, @$ A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。" W3 h/ I; S$ t: K$ M" `0 y
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    - N6 W6 H; E  Z$ r. z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 ^, i0 z" K看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。1 i& X& \$ q  H. Q+ l' d% M0 w
    ! v" G7 i# G# U. t  @' z+ [+ Z; Q
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    ! H; y% N' j* [2 t' t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。/ H% i/ c6 S) C; [* n, o* b

    8 N. |' D' s6 p1 C) O* O: V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。7 t* v( Q" s" u: a" I! Q
    + S: I7 r: Y, X% H9 \4 Q. B4 A
    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 12:058 \0 M' p" p( m6 }4 \
    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 `6 e3 @  p  l* r' m$ J7 X不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    2 l0 q. x* F( T, i
    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
    4 Q. e! j9 i5 E2 t! {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。4 I: @# Y0 {8 t1 s' E- \

    / {' T& p" h# S比如装置的体积略微大一点 ...
    4 W1 y$ P1 b+ L
    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
    2024-4-19 22:33
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    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* B: U; y5 G6 V8 J- Q! 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 ...

    ) P/ [) h( Z4 A7 B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* R# Z- R: T+ B, k4 h' K
    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 ...
    ' D: O5 o: Q; A( y
    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
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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$ e$ w$ Q! _, `( 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。
    9 v6 k4 x- R% ^! R. v
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    . {& F: U  W; I6 \  P; [. H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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