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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
+ N0 P! Z8 O/ C9 |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 H# M+ k: e6 d

% F4 |9 I: I4 k* D比如装置的体积略微大一点 ...

3 q# n; j* o- ?7 g( s0 I. a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

    • 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' _! n2 W3 b( n" d9 f  r; 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 ...

    5 _1 l6 \3 I3 ]: ^& p" P! q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。, P. y* s  K. o9 x% M

    % H7 e9 h( M( w* k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。. a, a1 F. K8 _

    ; s& c( p8 |. I8 b5 z
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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
    ; `# k3 A1 F0 z+ D. b. Z1000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 ...

    6 z1 [  X9 U+ t1 p2 z$ H8 y$ M5 r; f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
    3 r7 M7 V- W- I4 A0 V1 `3 }' cPWM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。 ...
    * w0 h7 h& B/ v  n8 i
    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
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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 15:46& V& d: `5 R2 _! b* k/ ?0 U# [. }3 C
    多谢。成本呢？哪个高一些？/ W5 ]- t4 j/ @! v
    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。
    2 D- f' R# |: d4 M" A4 l ...
    ; P1 l7 k+ G  E5 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
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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

    • 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。8 }, |0 i9 a7 c+ E. S3 z2 s
    , N2 o9 Y/ r7 k5 D. b
    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& e/ W+ R+ @6 I; f" ~$ x" H5 t
    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 ...

    9 n7 F6 h. r1 D3 c. ~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# i/ ^  f* G* T; X/ X
    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 ...
    ) G5 R" t, t' D: F! ~7 o
    拍脑瓜，拍大腿～～～～
    ( h9 P- Z* k8 x+ J4 N" m' E' V+ I+ q5 P) d" `( @
    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
    $ C" }7 S2 C# ~/ S
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:547 F! ]* |8 n( h3 G# d! Q
    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 ...
    8 w7 R$ v$ F6 f$ u, A1 E

    : n+ O- J/ r, V  G+ {. U3 w5 n; x晨大，不太对吧？
    4 Z* A% D$ o4 `- D) T7 a* [' L. L
    9 A, x" h5 u/ \/ V9 @! `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。! _$ }' X1 _3 V: r6 g

    6 [- g/ Y8 |; ]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
    怒
    4 天前

    • 签到天数: 1927 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
    ( e: x3 F6 @+ `) @6 X4 u: s  W9 P: BPID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" `, I0 D# `* E, q; z2 h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 . k+ R2 _3 O' c
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    9 g) S5 h8 _# q8 J( K晨大，不太对吧？
    2 u; o: U) H  P. D% p! L, k! C) |# }* V- _3 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 ...
    ! \( B5 Y' Z7 l& l7 L7 y, s$ L

    # M3 P- y1 P3 M0 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。" w0 ?& F' f+ f2 q- J+ R, G6 ?5 {# {) y

    " H- d& i4 q" k- ?) S: G连续线性系统的向量通式为
    2 s: E1 h8 Y3 {7 h  u+ K1 U0 AX_dot=AX+BU
    ' h( b9 w0 F' P6 a, S) MY=CX. e. ^2 n! r6 b9 m
    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。& K* d% ?8 a8 o7 d
    / P6 p8 b% j5 k5 c/ ?
    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 \! O4 O& r4 c+ i5 d' u9 x" o$ h/ g8 g) F  N* P8 j
    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
    / M' `+ u3 j( P/ N2 g6 u$ o8 T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 v1 M: t! n. |5 R& X8 }看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。( d) n' R0 S' G

      Z1 T1 Q9 X2 X5 F& u, B. D  A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
    怒
    4 天前

    • 签到天数: 1927 天

    [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 19:581 o- ^) M- |( M! ?( m
    有控制专业的来说啦。
    8 h6 V+ c& v0 F& z6 e# t/ Z9 z- P' q7 u2 x, X6 F4 U6 D
    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 ...

    9 _7 x' `3 G. x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。
    : W- E! S; ~7 i1 }! 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。: x, q( T' C6 ?1 I4 X" s
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。
    * b7 R4 F5 h% I& ^- f* L( x
    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

    • 签到天数: 2488 天

    [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 11:507 G8 T+ V: c$ }+ G
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    % r" D4 l, n' e7 J8 P
    8 o3 y- C1 u* m& I$ B* f1 P对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    # j! j+ D3 i, K
    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。3 ?3 a% m5 ^3 E, M% I. _: x7 C! @
    # z3 e( m9 Q( c  X
    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。
    3 `: n# b  C6 J! \0 F; ]2 r! |+ J) N1 R# O2 g2 Z5 P5 z* ^
    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

    • 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& s& R2 _# w: O4 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。
    2 B  V+ _; \4 Y) h, i1 G6 M6 ?- X5 v不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

    - d( h# B+ e9 ?3 ~. J# Y) b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
    怒
    4 天前

    • 签到天数: 1927 天

    [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$ b8 d/ q! @% I1 P# I8 T) I
    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。
    % {+ u9 D: Y9 {# h7 x
    & r2 N) V7 ~. P0 m比如装置的体积略微大一点 ...

    3 a- X+ d. ?4 y! [' {  o3 X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
    怒
    4 天前

    • 签到天数: 1927 天

    [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# c5 O2 c: m3 h: z1 ^* Y* r) n& Z
    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 ...
    ; q% Y  u6 Y8 c# T8 _8 B6 d
    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

    • 签到天数: 2488 天

    [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 12:298 m" Q$ |7 V2 P1 A! b9 x7 G' i
    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 ...
    ) O9 w: U# k1 I. H- b* D
    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
    怒
    4 天前

    • 签到天数: 1927 天

    [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
    6 w7 u: k2 l" h% O1 s看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。

    % r" X9 J8 F, k: j. n$ C; U哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。
    & @9 C. |8 s7 \2 j, j, J  f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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