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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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晨枫

该用户从未签到
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
  v! ]  |6 A, S$ X2 _' U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。
3 n' H+ e3 V& S# _& t; G( g9 Y; @& k2 m" n& m- b
比如装置的体积略微大一点 ...
6 @" R, ^* H: ^: y* P# O
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……
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橡树村
  • 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
    - |: J% T9 N2 [$ A& G3 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 ...
    1 [, y& @& f1 {1 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。
    ; U( F1 y/ F3 n+ Z
    6 B7 g2 V, V& w. S/ V7 z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 _% Z8 ~- v/ N- [' e7 O( t  ?: O5 N
    2 K/ ~; k" T7 n9 x# D
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    晨枫

    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
      I3 x( g/ p2 \4 P6 ~7 P- m1 I1000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 ...
    ' i% b" a0 B5 @# C" r3 _
    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。
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    穿着裤衩裸奔
  • 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( F5 h* R3 S/ W9 d! t* }8 k) Y0 S$ r
    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。 ...

    7 u) _4 U* [" v- N$ J- p0 ?5 l: b7 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
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    穿着裤衩裸奔
  • TA的每日心情
    怒
    2020-3-6 00:28

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    [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 15:460 z" F. i7 K4 [9 q! P
    多谢。成本呢？哪个高一些？
      B* c, y" V: n  g9 q7 C: A* R* }! ?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。
    * x/ Q( q4 |" e ...
    ; f4 D( g5 K5 R- m. F
    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
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    qyangroo
  • 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。
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    qyangroo
  • 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。
    * f% J  I2 L# I2 V/ q+ ], |: @% b+ c$ Q) Z/ X5 [$ I+ B, D7 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。
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    晨枫

    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& s3 r. I$ V& h1 T+ S
    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 ...
    8 |6 Q* E  n5 V1 {% w
    斩波怎么能没有功耗？
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    燕庐敕
  • TA的每日心情
    怒
    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
    8 {* n2 W: D& M$ i$ m* C1 J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 ...

    " u+ A1 K4 H( x拍脑瓜，拍大腿～～～～
    ! M5 T+ g- P9 y
    9 O3 N3 W# ^+ H$ j4 L  f. Q7 F决策的方法多了去了。
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    沉宝

    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
    * z2 ]/ A7 l9 W
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:549 J" r& K! |: G6 H$ 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 ...
    - ?; {( [' l6 g# U+ K- \
    : B* e' |6 M- R" u
    晨大，不太对吧？* G9 q! A: U, P* u3 B0 l" t& _: Y
    1 `9 E9 @9 p9 V
    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。
    - W6 J( c9 S2 i7 J: T; r1 i- K& g
    8 t. G+ e1 B& e& {* l) K% I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。
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    四处乱晃
  • 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
    8 u2 B  D* y4 _- GPID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（ ...

    " K6 I% t# v* r* ~6 j. A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。
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    晨枫

    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 ( Q$ U7 g0 O6 F8 F7 o* U
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    . P, R' P7 K% `% j: F4 k/ }晨大，不太对吧？
    ! J  \9 w; F- \+ D4 ?8 q1 S/ A
    * S* T; i$ y! `! f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 ...

    ) A' X% @! t& T) d! \6 O, n5 I" G# |# j& L( d3 v  u% u* H9 E
    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。
    8 @- _0 J% J( e8 f( X; G& b! s8 s
    连续线性系统的向量通式为, l" C: \) l* w& T
    X_dot=AX+BU) F! k8 J" j; p  Z+ A1 I
    Y=CX, X, s; ]$ D# V3 e
    X_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。5 z3 H" ?* ?. |% E
    4 Z  l: f  H5 s( b4 q6 n  t) p
    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。# J$ N& `4 t3 H- y; K, U# j
    & ?6 T! G: O/ u/ X6 D, v  g
    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
    晨枫
    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
    四处乱晃
    涨姿势: 5
    看到符号就头晕，看不懂。  发表于 2015-2-8 13:18
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    沉宝

    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; O+ [4 \/ z# [/ D
    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 ...
    6 ], F/ q: |$ A/ B' h% w# l
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    1 p7 J2 V. H) E0 t* M; m5 e1 E. ^. h1 P$ w9 q, {2 k$ i, F2 c
    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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    四处乱晃
  • 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
    6 _% X) C. Y2 T" q  ?$ t有控制专业的来说啦。0 c* B) Y( X9 U" x
    ! |( F# z7 I6 C+ 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 ...

    & p0 S& p+ X6 I& d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。- H3 s$ L1 Y9 Y( @6 V3 i4 N2 u5 w
    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。
    3 r+ H7 W. z  L* [
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。

    7 J9 R3 j  b/ R' R' E. s6 H: 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。
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    橡树村
  • 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
    + Y0 J4 c% M+ a; k看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    4 H1 c% B  u' d  N) Q) X' \) {3 I: A9 m3 s9 V
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    3 {' X" r# f8 d! q% C
    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。
    " _) m1 Q# w) I
    - Z! Z/ c# n: c9 n: L9 z# h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。( J- F4 B# [1 @0 r( N- Q" ]- r2 P

    1 n: |$ B$ D- j# ?# G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。
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    橡树村
  • 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
    8 A1 B# s) ~/ O; N! V: 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。* ]$ a  M' V' i" W1 d
    不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

    ; z8 J) W; s) i1 {8 [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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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    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& W# n% @+ v9 w2 ^, p* Z" z
    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。
    2 e4 y9 i+ t4 a6 Y' s
    & O% ~  j; z4 `: ]/ s& L比如装置的体积略微大一点 ...
    7 @6 M, o5 `! U' E2 e* `
    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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    四处乱晃
  • 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. h- J- a9 f; z. k
    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 ...

    ! [& Y' z0 w1 e) ]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。
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    橡树村
  • 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
    . y8 e0 C& m4 L) e+ 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 ...
    7 y' }; ?% y8 Y( e& }
    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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    四处乱晃
  • 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
    # |; m8 [) j. Y9 L4 O$ |# Z1 c  C# R看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。

    * s% Y! I, S9 ~. c7 ~5 M* F% F哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。/ k* U$ Z8 `/ b* Z/ 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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