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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 08:197 ]9 b4 v2 x( \2 M  E4 `" ?
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 O9 {5 O+ ~3 B* O8 B% l  t7 j5 \
1 [' J6 e8 s; W" |3 t比如装置的体积略微大一点 ...
. f+ o5 f1 B  p) H+ }% C
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
    % B: R# B5 q; 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 ...

    # `- p5 q1 `: P1 G- \7 p  b0 k: y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。% S0 o" G% Q7 S0 o4 G2 O  w

    ' b: d9 C# W  Z( t$ 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。
    $ {6 D' P7 X3 S+ Y! n1 J0 v  i; L5 ]! `( C# {+ D

    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 09:075 G2 B' e1 ^! Q& i& i7 F
    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 ...
      ~6 H+ N- x! M
    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 23:50
    & Y' e* v5 y& D, j! k' IPWM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。 ...

    6 y1 ?0 T1 t" C/ j- ~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
    8 Y( P! E1 ~% e, I) \! _2 C多谢。成本呢?哪个高一些?
    / K! |9 w1 E/ @& b9 B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。' b1 g( d  Y  K, x* `, I
    ...
    . F: B+ ~4 m! M* K0 F6 @. ^" W
    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。8 T& w) [! a" l5 h: d

    + S7 |: H7 z" v* {  d+ `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! S% j6 p2 ?  N; h; d, N( e: M
    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 ...
    ; P5 a8 |0 a9 S5 u% x
    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% N7 A4 B7 _* u* H# d. 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 ...

    & i+ L3 ?" q3 @: a* }) r! E% X拍脑瓜,拍大腿~~~~6 O$ x. Z& L& C" T2 T( V, E0 T. {
    ; T! Q* y  W$ ]
    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 * b+ G& u# c6 @+ K( }. Z
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    ; s' n$ w7 b1 x" n5 P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 ...
    $ s. q3 \* e4 U
    ! y$ [1 Z) L$ x/ X& G, x# X! n9 d6 E$ l
    晨大,不太对吧?
    + \# \2 K$ Q% H3 M) i# _: X/ E( \% M" 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。9 P& J9 K- \6 `5 U* e- Z

    3 ^  M- v2 [. W5 s& Z& [- O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
    擦汗
    14 小时前
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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
    6 C! }. L7 x* W, ]2 {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( ...

    6 w. m/ U# N1 Y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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    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 6 m3 i$ i; v7 Y
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:367 K9 r) m. m2 j4 Q0 U
    晨大,不太对吧?
      _2 U- U0 c7 P: y1 {
      V- P2 ]7 \; ^# q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 ...

    ( e: |- W1 A" G
    1 y& z  \" {0 U, W- g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。# L8 Q, P7 z/ K8 ^& i' [# o

    ' `' n& _2 e- r; y. m) H连续线性系统的向量通式为( M; g! s9 [: I6 x5 A- W: a2 b
    X_dot=AX+BU) n) n, z2 z9 ^; K. J
    Y=CX9 M  E6 E: Y/ K) G6 M0 C, {* u' }
    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。- x6 C; W. N  B+ m9 ^/ d
    $ D" }) n1 g& g8 S, \& P6 @
    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。" U* Z/ Y7 A/ M6 q3 j2 p, o
    # O5 P- x/ i7 ?+ x; 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
    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 11:141 ^9 P- w* d1 p) }$ q
    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 ...
    1 w2 _  [5 o6 B- [( u9 C1 e
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。$ A( n; j! _/ P; _! s; ~

    ( S8 @' i/ [( }; A8 |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
    擦汗
    14 小时前
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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
    2 ]% @- [6 r% P9 Q3 G- q4 ?- N5 r有控制专业的来说啦。
    9 E( D9 f- ~( _0 P
    2 `  s( |1 t7 {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 ...
    " d" J+ D" t* t8 f4 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。
    - J9 w  K, j5 D0 x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。
    * Y4 j9 I8 e9 p' v+ a; B0 s
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    0 V$ [3 k6 V, w3 W. p, K; j+ Y5 @- N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
  • 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 11:50
    , @- a6 \; K; Q3 p7 f看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。5 N- L8 s* `9 |
    9 a3 L0 W9 M4 F+ R3 N0 b- x
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    ; m. H# r; D1 d9 @" p
    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。
    # y; z4 E/ ^" T- a1 H* v8 }
    % ~* t% [, O6 b8 ]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。, z. F+ y4 b$ z- _. C' t
    9 r1 D! n9 {/ T% p
    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; m# {( u9 G2 i: w
    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。4 D; m( y* M- B0 ~1 G# {5 u2 F
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    / B$ \0 u' i9 p6 ~; K: 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!这个唬人程度超出我的想象了
  • TA的每日心情
    擦汗
    14 小时前
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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
    % |* t4 d5 A# U* M# C& q* L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。
    ! m! ]- n/ t6 R
    / p: D  l: }3 S) L比如装置的体积略微大一点 ...

    0 }. K% e. P, s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
    擦汗
    14 小时前
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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
    9 @  ~1 E: H* C! K) K, v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 ...
    ; D# G4 G1 d- E/ k) h0 j3 G1 }, y  l
    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
    $ w3 C  D1 q, w0 Q& p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 ...
    + X6 Z, B! e8 m& m9 C
    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
    擦汗
    14 小时前
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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& [- g; ^& n4 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。
    + k) R, }0 {* b( j6 O+ ]& C
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    3 J8 r5 F& E: q+ e* Q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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