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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
4 x% R) O" G2 m4 K; n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。4 D) O: T: `6 y' l3 S

5 m% c3 |/ b3 M* T% ^比如装置的体积略微大一点 ...

  c/ P/ ]+ a' ~5 H2 b) h) I$ j* J0 t. j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
    ) e, _" `4 u. e. t  ~1 x9 m% l3 S' B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 U$ U8 J* z& P$ s7 c# a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 ^. A6 {4 b- [, E& {5 a# J

    : a; e8 j( P4 Y- _# B& _% @, o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。0 v7 u+ }+ _- L) l! ~
    " f: S, @: n9 K$ R" L

    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 09:070 u  k: e8 H3 j* {+ w/ 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 ...

    + M: A  u& ^; a8 u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
    , ]# l! a  o6 VPWM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。 ...
    " Y+ m: P2 ?' m5 v  w
    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) O2 `1 ^" B9 W# J
    多谢。成本呢?哪个高一些?
    % K) m2 C$ ~9 J% H, @' M: ^& `- Q& w- Z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。
    1 T& V* F+ l0 R* i; J ...

      @- [/ l1 \3 L# j* Y! @# f8 w6 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。
    6 W8 w& c, `: T+ i% }! }
    9 n6 j; N0 o4 P- E+ p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, M! {. k4 e: e. U1 ]
    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 ...
    ' p0 r$ Y# g$ y
    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 j! B& p* F( v9 M" s6 Z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 ...
    3 `4 m9 T" X( i* w; n5 E4 U; W
    拍脑瓜,拍大腿~~~~
    / ~9 b. {2 ?* J" W! Y6 A1 y# N1 A; L" y( I. b
    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. u8 e: `: b, B. e& ]0 N
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    ; a) a7 V/ W6 r: k: I* i: Y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 ]) n1 r2 E" ~) O$ z9 v

    % X7 ^& a* f/ ~# i, j晨大,不太对吧?8 b" O4 T9 N; q$ y) J5 b0 C0 O
    4 r2 c- c/ H* O/ B: ^8 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。
    8 q# Z( M+ `6 X8 N1 {9 V% u# _" B; u1 a' r1 O$ [# W! C
    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
    无聊
    19 小时前
  • 签到天数: 1954 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
    - @& M! g8 `2 K$ LPID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( ...

    0 {2 d" i& Z. k8 f3 j7 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
    4 Y+ m$ x0 {# g! M1 F' C9 b
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36+ D( m% }2 P/ S$ ?3 q0 H
    晨大,不太对吧?, z8 d; v$ }1 O

    4 |  |2 r# C$ }- k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 ...

    3 ^" g. C, x% `; h( q0 [3 O6 I, r# 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 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。
    0 Z: n6 u5 d8 G) V  m8 T1 G; J5 O/ n+ B% m0 T
    连续线性系统的向量通式为1 z7 P+ E: k. J4 h) ^8 P
    X_dot=AX+BU
    9 G- m: {# u7 E+ n$ _$ @Y=CX3 P0 K* m) H' N6 q* t# f
    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。; v2 p( R6 v* K: d  c* j
    1 M+ ]. @, X& [# U6 X* j
    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。2 T' N6 N/ u: A& _# P/ j; t
    / `) X  P7 t, ?8 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* _9 q3 N! O) {$ z* O, [
    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 e: w5 ^5 M4 L! a* O4 v! F
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。6 n  r8 }5 @" r% X  ]$ O

    4 i4 ?% O6 _8 Z- `" C) H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
    无聊
    19 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
    7 e7 d" C: w$ @  M( l! v; X有控制专业的来说啦。
    , P; C$ p: _1 f
    - n9 w5 w9 r8 h: ]( 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 ...
      A+ g3 C; i; h/ b) N0 H% 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。& F3 {' A; \0 c  s) _+ S+ u
    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。8 S8 e9 d( K( C$ F. U  |
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    6 l5 u# @- T% z4 X. F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
    1 Z4 h; X2 _/ A4 z: j看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    5 ^2 D" q% }- `/ j
    - q* A* {& \' g对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    3 P2 i. `$ T" ^8 c% 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。
    / x) G9 ]0 _! `" E! ?2 T9 O6 h9 l. f# @3 o6 n! T! C0 }* E2 V
    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。
    . c9 Y3 o5 h2 J1 u# ^8 U& y  N' ]$ c3 D! N
    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
    5 u3 H* a  e- ^9 j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。
    . Q( |+ |  i$ c$ c1 U5 r; s不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    : B6 q7 Q$ P! \" v. H5 j4 x
    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
    无聊
    19 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* g' ~7 B9 }( V) P
    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。! @/ U4 G7 \5 Z7 Z; Y

    ( m2 B& X+ X+ {比如装置的体积略微大一点 ...

    - U$ b$ w9 w. v9 c6 P3 F) m# G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
    无聊
    19 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: y$ I- a+ @" ^2 F5 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 ...

    . a) I0 k1 v' d! p1 S. e+ a- z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
    4 y4 U5 ^, o3 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 ...

    1 ?) M( V6 t4 B' H9 q# X; 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。
  • TA的每日心情
    无聊
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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
    8 S  ?/ s$ s, A+ |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 q- O4 p1 W1 b. D% x, m1 j
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。& v9 h7 c$ j. Z% c8 n8 i- _
    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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