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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
- {$ [- n/ a+ B# 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。
8 S% r& \' F' E* [( U3 M) D
8 O( M" W# {! J3 G比如装置的体积略微大一点 ...
4 \+ ^9 ]6 V, B! g* U/ a& C0 G, i/ W
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& |& n5 s: B- P8 C) D
    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 ...
    $ f4 Q0 m' q( N/ q& H+ P
    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。9 x8 f, I$ c$ v. f+ V& V% Q/ v
    9 I" A# j7 t  b3 D
    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。- H0 t% S' w9 ]8 O6 |/ ]" Z7 c+ D) V
    1 V3 j) a& Y& V% e+ A( O! A
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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/ \7 m+ g2 Y$ }5 e% w! r3 u6 h
    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 ...
    8 U( k' z* M, @# c+ x' ^9 ]
    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! X3 k' y0 n  s; v  I
    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。 ...

    & I/ c8 Z1 G0 F2 ypwm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  ~' L' ~6 l6 ~1 _/ q
    多谢。成本呢？哪个高一些？, i' h9 M' a% }
    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。/ r: z+ l+ k+ e" ?8 j
    ...
    5 ~& s0 K+ M) R* O2 X
    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

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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。
    ! I, ?/ f, @" @7 L/ v& S; y5 w8 F+ j/ H7 g4 f. o0 h
    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( H" ]6 y2 m9 R* A2 ]
    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 ...
    * `0 y0 Z8 t# r1 n) V$ m) Y* Q9 d. I
    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

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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
    ! G! W2 D' w: U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 ...

    & Y4 S3 }6 k! I7 n9 _' V拍脑瓜，拍大腿～～～～9 B9 ]" ~7 |6 H6 _# M, E$ q8 J$ s
    & z. i4 k4 |( N& ]7 v
    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
    3 @9 }8 S: w# |1 [
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54, L/ L/ Q- w9 L# G! Q$ H8 a
    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 ...
    ( R5 o/ x3 H* n0 I0 t# v9 v* q

    & P$ D% M1 I5 B9 b3 d1 b晨大，不太对吧？
    ; y4 E: o0 }& G: G, w$ L* m
    6 V$ G9 h& Y  \- k0 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。
    / q/ Z4 g# h4 h+ S
    / F; m' ~# {$ W; O* B  _, |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
    无聊
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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
    ) v5 r3 g2 P" ?/ XPID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（ ...

    3 s) O; m; @& C5 y3 D9 u9 [5 t6 B" {/ H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 - j2 P$ R5 [8 s! L2 t  [
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    ' m+ N  h1 q9 e+ G* D0 m! h晨大，不太对吧？
    : r# s, ~5 q+ F, I+ e. [1 v' a" v* R. B7 ?( Y' b
    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 ...

    . g$ E9 I4 U% R0 p4 c6 {- o  x  T$ d* B$ m( 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。
    , x$ y6 x0 S" F4 R8 ^5 X8 m  V" \# u  H
    连续线性系统的向量通式为
    1 e8 f, R: {8 u' |0 e# ?9 r' qX_dot=AX+BU
    : o  Y0 ?/ |9 Q, _Y=CX
    ! U$ a; S0 c( }! S9 HX_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。9 Q% P2 c$ S% W2 P1 }/ S; P

    # Q+ y: x* y; m4 d% i3 l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。
    5 l) ]$ J7 }5 F9 f
    + w2 g) p! D' w/ ?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
    2 y: }0 ]/ N$ x, g4 r# 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 ...

    % k+ p" @: j- J看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。3 q* @& g3 y$ r! u& p

    3 I/ e- v8 T& t- W% X3 ~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
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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% x4 J5 x) A# p4 N/ u6 ~; }1 f5 y
    有控制专业的来说啦。6 m! t; R$ u" G" g3 V' a& }
    ; e) X+ E0 W1 v# y
    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 ...
    0 E4 b& I/ P: {% c4 r! G* U5 ]
    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。& z1 o& f) y% z# s* _) ^# h
    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。
    + s# [8 a8 ]% }) D/ C4 f7 C
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。
    4 u% o1 T; s3 Z+ L* a9 _' 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。
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    橡树村
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    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
    8 V% [5 a! t: J2 w8 `看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。9 _% ^" X  v3 M/ B# ^7 M8 q
    4 w6 i, k6 o# Y+ c4 ~
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    + W  `- f) J/ g' H
    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。1 p2 Q. B4 p. G& w0 @0 [
    5 @  {. B+ _: P. t2 W
    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。
    + D8 _* n: k/ s3 `9 N
      G3 r3 N7 a. k2 ]% Z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
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    36#
    发表于 2015-2-8 12:13:15 | 只看该作者
    Sichuluanhuang 发表于 2015-2-8 12:05
    6 r% k: ]; k' Y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+ X* E9 M( l& ?* t: y  G3 ]
    不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

      V2 S& Z# g/ r- C- l( c9 H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
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    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
    / Q0 W3 q1 _8 W2 ?' I6 q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 [, m1 L8 [: n/ [1 ~+ L
    ( h$ a! R5 ~/ q7 J比如装置的体积略微大一点 ...
    # C4 ?8 x; k4 K! _5 ~2 E
    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
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    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
    8 Q; w3 |. k9 M0 a) |  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 ...
    3 E/ g6 f: y% S( T1 m" 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。
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    橡树村
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    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 12:299 T! e6 e- s9 L4 g
    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 ...

    " ~! w: J) B' v% _  n: O( `% m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
    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
    ) J+ g/ I; _! I看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。

    ) N5 X4 D6 D2 D6 a哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。
    ' M7 K9 ?) E% _) n* |! Z  u( `9 x/ m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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