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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
" D) `( [* u7 t4 b( _6 b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。
( g9 n3 W) H3 x" e8 h$ ?% u2 g1 n6 z  E/ P/ C
比如装置的体积略微大一点 ...
8 T5 q6 [9 ]  @$ ]- c! U0 z8 E
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

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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( J6 S. M2 @- S& r9 ~5 a
    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 ...

    ) _+ S& t1 m( N+ E' N+ [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。, Z. r% ?! J/ Q1 c# ~8 K
    / e" O! J7 m- C
    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。
    ' ^/ e9 b2 e6 M
    9 b' L& C" G# G
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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
    * ]4 f' Y* g1 M1 w" I" j$ H- l$ x1000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 ...
    , q& g3 Z" M1 X8 T" h( 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。
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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
    8 k+ x9 k+ V8 X+ n& g! Q  HPWM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。 ...

    / O) d4 W# b/ y8 Fpwm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
    8 t5 Y) X3 s* f$ e+ ^3 d9 d1 e: ?" o多谢。成本呢？哪个高一些？6 x+ T0 [8 d% O+ c5 Y" 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。2 r' U  G' m  q  ^! s
    ...

    % t4 W5 B! ~' q% U5 p% K9 V; k$ 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
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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 h# [3 L9 i- K, X

    : b6 P# X- @9 n& {6 Q% y  ]' Q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. [  Q# T- u) W. K. W$ 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 ...
    : S- F; a8 m) ?" O; _9 i3 |
    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

    • 签到天数: 1618 天

    [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 00:139 K3 i) R$ ~2 \- 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 ...

    0 S6 r  Z+ m) x4 C7 k- x& b拍脑瓜，拍大腿～～～～/ `3 m9 A! p' B
    / P' ~& y6 [5 K8 W- g/ Y
    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 4 U9 e, h! q# p, T( {3 Y8 f
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54: Q6 x1 L: b4 H( B" Y: S
    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 ...

    3 r9 E) A) m; T5 q, [# O5 P, z; H1 }: |- j4 l
    晨大，不太对吧？) M% F3 U- s% G* R4 S$ j# y
    : o0 \/ q- Y- F* @# Z
    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。
    ) p" f" i/ |9 \2 G, s- p3 J* \# _
    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
    奋斗
    15 小时前

    • 签到天数: 2042 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
    ; `; k! M5 d( ~6 ^6 B5 K! APID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（ ...
    & x& v" G: F" ?/ u8 _" n
    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
    7 A  c- N) E1 S# P: V
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    4 y  N! ]: L, O' I/ X晨大，不太对吧？
    " w% h% }5 c- S: r% T) n0 j; U* J+ k$ O8 h7 [* X
    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 ...

    : b0 _& b( H; Q* w6 ^3 \0 s, D# [6 n% ]$ s( R% H2 \
    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。; _% T  F$ |6 J6 t9 W( o: j9 ~
    ! f* _$ i; n3 b1 e6 s
    连续线性系统的向量通式为
    % u6 \) P4 q" V2 y  }% VX_dot=AX+BU
    $ A! I; {2 N+ A3 s! t& z, ~Y=CX# O( b7 o5 @0 r: t- V& T
    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。
    3 i4 E# ^8 U+ U0 x
    . E1 J. X. C- e: Z) R! L7 _7 [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。
    4 l# P% ]: V+ J/ t/ }  W( i( o4 M' w/ z, 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
    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& ^- g+ t' O, i1 |5 k/ T3 N& i: z1 m
    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 ...
    ) E! R- {+ l- x' M
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。1 K; T  A* f# @) |  Z1 f
    2 T' @% V/ h4 K$ \0 r  o
    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
    奋斗
    15 小时前

    • 签到天数: 2042 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 19:58+ s1 D  n! {/ K. e
    有控制专业的来说啦。
    + Y4 h5 b+ n8 q7 Z) n
    7 b1 [* D+ V+ w) J+ U/ Y9 D  z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 ...

    $ w5 h$ U; [4 x2 J+ z- ^0 i6 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。, P: M: J' J& t$ K, B
    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。7 V; I0 _+ s0 |; l
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。
    7 _  [8 }& t* Q  I& _) t$ L0 {! 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。
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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 11:50
    2 y0 p& J3 t( b0 Y" j看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。" d# d* M4 y9 k  ]2 t& H

    ) F  i8 H- B. M对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    + A' j% D1 F- p6 f* y
    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。
    & l  J; `& S) f1 ?* ?4 _
    1 P& m4 E! o& b6 o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。) J5 H: p; ^, d6 g7 @! n

    & [' E$ ]/ y, J8 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。
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    橡树村
  • 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! g/ {+ `5 c6 s' T- t" r) m
    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。
    0 C1 B- m: t% k% _- d2 C% v不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

    6 z- U! r, ^# \3 T, N6 m% ?7 {4 M) c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
    奋斗
    15 小时前

    • 签到天数: 2042 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% a* m5 s% m" e# }; U, b& s+ r
    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。
    8 f' F8 W! h$ h/ O9 d2 X
    " H5 s/ Q' t# H! C4 s比如装置的体积略微大一点 ...

    ( l' a0 m! \& t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
    奋斗
    15 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$ j, ^3 u/ J) l, 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 ...
    3 Z5 H! K7 A8 x' i" _/ f3 x/ A2 w
    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

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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' _! A1 ], [4 y7 f
    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 ...

    4 q+ m1 h" _9 F( e, N9 ?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
    奋斗
    15 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
    ; K: A5 u2 N8 A7 H2 \看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。
    9 l4 n/ H% C. y7 R1 f
    哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。" i# P" ~/ V; x" k+ 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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