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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
1 c. L0 }4 L5 V# O1 s* F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。
+ e; f# F/ d3 I4 h" B( _, S2 W# A- u
比如装置的体积略微大一点 ...
! @) L3 w5 O* \3 D
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  {8 X3 g/ s! G0 M
    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 ...
    6 c4 {& \+ o; b
    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。4 D4 I; t9 N  z: ?: [/ P
    # ?# I4 q7 }6 }8 Z* z$ O4 G' ^1 M* 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。
    * Z" r* D# J. V  a+ K# R% M2 u$ W" W! h7 i

    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- |% H8 s" A! b0 O
    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 ...
    + p: e, y4 U5 K
    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
  • 签到天数: 564 天

    [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
    2 M" v/ F& L, N) U4 ?% h* sPWM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。 ...
    ( U, G. P% a! s' w$ [" 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
  • 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  K2 Y4 ^# ^2 ~9 U5 K
    多谢。成本呢?哪个高一些?
    ( z. E* a9 r$ p: ^+ z& z2 e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。  u' y5 y2 h, ^7 E" z& {8 A. x9 L
    ...

    ( g$ f7 G, }1 Y; T3 k2 {& X* J$ S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。4 w$ Y9 l8 A3 O4 R; _. X4 f

    $ n9 c4 H; S3 x0 ~* A* 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
    ) ]) B. V, E4 N$ k# M, Jpwm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 ...
    6 C% C9 X% M2 ?( M8 A
    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
    5 V0 ?6 y- C' V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 ...
    / O8 k) R$ X% z$ S; B1 e6 ~
    拍脑瓜,拍大腿~~~~
    : l& P2 t- U/ D0 e2 |0 F: s
    & `9 \+ y3 O5 x: E5 h1 e+ {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 7 T" v9 n  b, S( U- j, g; t& I
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54. K& i9 X$ h+ [
    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 ...

    + K$ e  H( ~3 E  M5 U% G5 w, {7 {6 B" X$ V, G
    晨大,不太对吧?2 o. e, M7 s0 f, ^$ t; j4 m
    & z9 f: M7 ^8 d6 X6 }
    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。: _$ N, H9 t& j4 w; T+ ?; Z0 T* q

    9 b# {0 `- H( K6 v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
  • 签到天数: 1995 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 00:048 U& ]7 Z5 F* a+ G' L
    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( ...

    5 p# Z1 R. ~9 f# G6 ?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
    0 |9 P  k$ c% Q3 f  U5 d0 x& V
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36$ ]5 i0 O8 M7 m6 {( C! O
    晨大,不太对吧?' [% d( m( z3 i" S+ j7 d& L/ ~% ]
    & z# L3 ]! w, A9 O+ x! o" c
    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 R8 G" T! X* W

    + O# C0 E* Y% O! z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。2 R; }+ [/ [% L4 H2 F

    , q& w0 p$ U& C0 q% Q: M连续线性系统的向量通式为
    4 n, e1 T% f/ T7 @" ^$ A! a4 [X_dot=AX+BU" H( d* c( _& e. {
    Y=CX
    0 t* ]( n7 i5 y6 B7 @3 \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。
    7 J1 g- v1 t0 E7 D  h
    8 K9 c0 p* ]& e! `& U) k) X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。1 }/ B$ B1 }- T# Q" E& x

      Z% c- `4 ^: F& ^) j' y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
    3 v2 D2 \; V, t6 i! }8 b" S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 ...

    5 S2 [8 h5 G, I+ g* m看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。+ p! R0 ~( G' @/ y

    4 N6 i+ @+ d# g5 H. 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
    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  e6 d3 m% x0 E1 v! z4 n
    有控制专业的来说啦。6 V# K8 r( ]" X% Z
    - {0 j, F8 R" k3 M) \2 g
    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 ...

    " S3 U6 e8 \8 g4 G; ~5 |6 C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。
    . T; ]9 d4 O" q0 Y0 g9 P8 G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。
    + U7 y  x- |6 q* Y7 y$ E. I
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    ! a/ y! P3 h/ @$ k: p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, h" D& \& G5 w; E
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    ' P* M7 c2 H$ D: K2 o$ d" U6 W6 k) {& V6 u* _5 ]7 P; q
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    4 x! _+ a7 \4 s% D0 N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 q! W# \, {! d( X1 b
      ^& P4 |. j/ g) J7 a
    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。
    9 a) S( H& p/ A) M5 X- q
    . ^. \% G6 N2 i  ~. M5 {  b2 G; Q6 K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 12:05/ m/ T4 G8 c0 t
    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。( }! u9 J  D/ |
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    + T' W0 E& S; X% c9 @
    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
  • TA的每日心情
    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
    $ [: t5 t/ @9 d; w% d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。) R7 G+ U3 F/ m# ^
    ; t! X4 I' h' s, b
    比如装置的体积略微大一点 ...

    / h6 I' E1 P/ _: v; b% n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
    9 t& T; c( H7 e6 V$ H3 M9 ~& t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 b# J5 y' ?. `' u
    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
  • 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 12:29
    ! s1 G+ `, _( v  h2 z: C" Q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 ...
    5 A: G2 f9 H4 o; J
    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
  • 签到天数: 1995 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 12:408 N+ C% C$ _6 _0 W9 z
    看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。

    : }5 ^! i' T/ z6 g: x7 a9 s哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    . g8 i7 o4 C# y3 r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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