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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  c5 ?6 V6 M, y( u' 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。
6 a/ ~: d9 [0 x; j4 r1 h5 g/ b9 k; a/ a7 m
比如装置的体积略微大一点 ...
/ [! [  }; M3 x$ o0 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
  • 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/ E+ M0 c  V7 f# T9 z
    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 o, A1 T5 w. a5 H: M( N6 H
    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。3 q" ?8 K+ {7 ]. ?5 S
    , S5 `# }) R9 x" G
    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。
    4 M6 _# F" _! a9 o% w0 j; X$ Y4 }9 C& [( U' j+ S  H$ W0 T  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 09:07! r& n9 l) d7 t2 _* C+ U7 x" |" ^+ m
    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 ...

    5 F; M9 J* ]' l  L- R$ d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 23:506 T) K7 Y, u% p* f1 u+ V2 D
    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。 ...
    ! ?1 h: e8 S" Z- G) q
    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
    ! B; J/ p, }$ Z8 V% o/ [: e% M多谢。成本呢?哪个高一些?
    % T8 @1 t2 |- ?$ p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。" {8 L, }. \7 Q4 `) v8 a( C
    ...
      n) p2 h- ^$ e" R: b
    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
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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。7 }& d% U1 Y6 x6 T3 ?: W1 ]

    6 W* b# h) {4 X. x3 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" v$ E5 ?4 b& [+ Y& c0 {
    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 ...

    ' S9 {& s! B2 A# y9 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
    4 w" L- K2 {# ^: P; |0 E3 i# w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 ...
    & K! k! G, u' a6 p0 s
    拍脑瓜,拍大腿~~~~
    . N5 N+ g! H9 R+ ]) ~5 R
    $ a; w& G6 g+ [$ E/ l" V决策的方法多了去了。

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    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 / G& M0 C4 E8 _& L% z7 d9 e
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54" q9 C1 g* T+ _# X
    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 ...
    , t. k# |1 |8 q" j/ o

    9 b) M  h! A6 n' J0 e9 B3 L9 K晨大,不太对吧?
    . F6 ~+ I/ W  r7 X
    % A: i( ^) m  Z1 b$ l: i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。' D$ G$ K. D7 M$ i% _% J

    : J, @  j& z1 A/ U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
    6 天前
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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' o0 i& R& N7 }* [2 a
    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( ...

    % f8 z. M3 u/ Y0 r* J: e$ @- j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
    ! v2 o9 w  a7 X0 d+ K
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36/ \. B2 L' i: J( v; o
    晨大,不太对吧?
    - A1 v8 z( l* A  f" d$ L/ p: ~* U1 y3 T1 L3 V, |# ]2 B5 o" c6 n- A
    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. l+ Q* a: K* Y, R+ ~; A; e% }$ P) O  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 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 D5 P& r- r* I$ b; t% b: M" W+ N8 F9 `+ @7 C9 ~
    连续线性系统的向量通式为. _, i9 D2 _; S( T
    X_dot=AX+BU
    6 |6 M( E" b) j( |* G0 R2 [: wY=CX
    6 d8 _* d' r* J# G6 }6 gX_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。8 m& g7 K$ R! R! V. ~$ G& C5 e

    " M% i/ _5 W% o- q8 @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。( L4 W, h! \6 h) Z

    0 G% i% M: Q# e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 11:144 S3 d8 c+ N" d6 G( _# ]. b
    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 ...
    4 T. [" Y9 F0 o  K% \$ `) i% J5 ]1 G
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。: O6 w0 d0 z6 S, |5 R- u' @7 h

    ' `, }/ j- U" ?( v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
    慵懒
    6 天前
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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' K" g3 y' X& k# M. P
    有控制专业的来说啦。7 u, x( V, ?0 G, A' O% O

    ( Z- k" u3 A2 N" j# z1 x; 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 ...

    ! e+ e9 F& d) C/ j2 Q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。
    + @, T4 ]. E% [" l$ b: k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。
    1 P! Q( @+ P, R  M# L) }
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    % c, V$ T1 P/ i* J' 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! h7 x1 u1 w6 _/ s: a, ^/ T
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。2 c# N+ l" P4 K; j- j, Q! q) O
    " K5 ]" \: z& U9 C, F
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    ) n6 }. d3 H, m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。. V* Y6 [2 J8 Y! x$ ?

    - _, V1 x7 k2 X+ Z8 a8 U0 ?1 q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。. G4 q, `1 x6 n3 X- K/ `8 z$ j* u" j

    9 L2 i: t9 P) |: r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
    ' l5 r6 V% c) ]* r8 h5 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。
    % @# M& h' z7 b% R' S不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

    / x5 o; g' M4 d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
    慵懒
    6 天前
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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
    0 H$ y4 @# Q* Q$ 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。
    + {& W5 h0 \4 E" ]7 v) Q& k4 h7 q% K7 f
    比如装置的体积略微大一点 ...

    / n8 S# ?' G8 |  n0 ~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
    慵懒
    6 天前
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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) }6 X' x5 t$ y% t, l9 H( x4 Y
    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 ...

    * x/ M8 O( q: 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
    # L/ G- ?7 K( d9 R% m$ \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 ...

    * {  v* l& G( z5 \- E# m( J! q* 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。
  • 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( ^7 F7 S4 m9 i; O
    看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。

    / f* a# r; i  e/ A哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    3 m1 b' r2 }  E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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