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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) R' E, I; i5 c5 u" f4 g9 H$ H
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。0 x/ y, z2 l! T& u. a& |
; b* ]6 N- d8 R6 t/ A. j
比如装置的体积略微大一点 ...

5 a2 |1 u- {6 h; e  \2 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 00:00+ p. R* ?" i% S
    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 l. N7 X- C) \7 R9 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,毕竟成功的例子太少。) N8 N" X. |5 q

    7 E4 r8 p2 l$ l. \, h$ v; s* S0 e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。
      T: w5 L5 Q) U, a4 ^3 P. `  p9 t  q; A& [, x: v

    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  |! I( n* N" F6 m* S& \! r* d  y/ [
    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 ...

    ! H4 |/ Z5 N" x) Y8 i8 z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 23:508 k' K: q( W: o2 p3 V
    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。 ...

    * w# U6 e% v+ z9 u2 @! I% 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
  • 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
    ' U! \1 T& o& Z4 ?6 B多谢。成本呢?哪个高一些?; J- \' ^6 T3 M# ~; r+ i# O
    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。
    + @4 s+ \& E; R ...
    9 j/ U9 ?1 s9 o, p, y' J
    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。
    3 k9 _4 m  c, O) A. M! ]
    ; W9 Y2 h* \, E: x! m) 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
    / A$ B* D( o0 Ypwm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 ...
    " C0 Y4 \" n$ s9 z, j7 a; H0 T
    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
    # N1 ]" G+ r1 R* g) S! _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 ...
    $ X( y  [' @- ~6 w6 f
    拍脑瓜,拍大腿~~~~
    0 e+ W& M! o% y2 l0 T  N
    & @$ U" q( Z" }$ h! v& h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 0 ~9 W$ d% w9 s& A3 M  o% P6 n
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54, o4 p& z* n  {6 a; P4 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 ...
    + u- y& [- ^  V% ]

    - |5 N; v: v& h& N/ I晨大,不太对吧?
    7 }) X6 o8 V' U- Q+ K0 j* u# @" E" O
    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。
    & I1 M, V6 x: n" U" \5 T- C
    # {( D7 y+ u5 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
    奋斗
    2025-12-24 06:16
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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
    . \/ U: i+ k4 T2 RPID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( ...

    + v, v9 }  U) w7 c$ H/ 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 & m# P& N5 g4 c. a
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    # C6 `" _; P0 S晨大,不太对吧?4 F) f8 U+ M: J& n
      ^, Z9 f) ]" W1 g) l
    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 ...
    - P. G7 f. ^; j3 t4 l# _) A# d$ Y

    " ]3 Q. k! f3 _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。0 k* \' J- F+ ]8 z

    3 u0 @' u7 f0 @( @% a连续线性系统的向量通式为& @" V0 t6 d. J2 [3 t( T9 \
    X_dot=AX+BU
    # Y! k% C) E8 Z1 g' v& H0 AY=CX  U' {  S: ]- w- F. B
    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。2 h" P6 r" @" x( i* B

    / R; q" Y/ m7 C* a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。# e0 \( U, P- r- {: [  k

    3 A& M- N. G0 y5 V) H  q2 N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 11:140 A; x" L7 i) X  L8 j
    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 ...

    + k" f: g1 H) R" I' w  ?看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    2 \: |  L, _5 M5 p# ^9 L
    $ T/ {+ N0 D1 Q% a$ B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
    奋斗
    2025-12-24 06:16
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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 G3 q" ^* g$ z7 G有控制专业的来说啦。& Y  s+ ?, l" _$ t
    . a) V1 H# N9 p0 n  w, h/ E; S1 L
    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 ...
    + a& k0 X( `8 u
    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 A2 s( b" d( Z. Q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。
    : I8 V% z+ q% t2 K3 \0 O
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    # ^4 d1 U" \1 a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. K1 A9 _# L  H- U& K* q9 @
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    5 t5 U+ _7 F- T  ^; Z- k! I4 Q7 I7 p; _% m
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    ' _) C* a7 S0 p8 a* T1 o6 }
    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。
    8 h& U8 |: ?7 i3 R3 B, L( |
    - H( {8 w( L, E" \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 a/ e0 y/ I8 `  A  y; Z
    2 ^! ^8 N+ i) {7 K# l$ i
    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: b' L! y0 B- L4 B4 B! Z
    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。- i6 c0 h1 Z- [
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

    - Z% R1 Q$ I! q, w3 t& o" Q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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    奋斗
    2025-12-24 06:16
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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$ P% m, |4 D! ]) D; \# U1 \* y
    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。& W5 o9 D! ^' v. F' r( T$ l

    8 l: T  i  J6 Y" Z+ K% t比如装置的体积略微大一点 ...

    $ B. O( o( U* H5 u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
    奋斗
    2025-12-24 06:16
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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
    $ b* ]+ C* d$ u1 z+ K8 f' W/ P8 l# 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 ...

    ; t: d$ J8 U$ 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 12:297 y- n: w5 a, X+ o# Q. {) 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 ...
    7 K$ s6 S, X" G& G2 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
    奋斗
    2025-12-24 06:16
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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 12:405 [1 }- T- i  G# N+ U# q/ }3 j7 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。
    ' \' x4 i% @7 s5 _% r
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。* w; `7 t; i* W; Z+ S2 M( u6 x
    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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