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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
: O9 D% D: Y/ U9 J) {6 z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。9 `& D$ N" W( q. _& e# q

% ^! \9 T; R" Z' P' J比如装置的体积略微大一点 ...
* @8 f1 _3 e% X# g, `3 @
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
    3 }3 D$ k5 _# k6 n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 ...
    7 r- e( u3 S' f0 q4 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。2 L: k% t2 c" Z) f8 n/ ^# \3 B

    ( G+ O2 p  a9 @8 H: @$ ^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。
    : ]# y& J) G2 U* F$ n8 C9 d( W3 U% P/ L. }
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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; t% S+ ?* d1 }( x' u! B, J3 ?
    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 ...
    ! O: S* ~, I4 d$ I8 ?% P
    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
    1 L* w/ n* b" a$ ]1 s$ J+ c0 Y( CPWM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。 ...

    " ]* Z3 h4 N# T( npwm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 15:469 {* i* W4 r/ J) @) V# ~$ z' z/ C
    多谢。成本呢？哪个高一些？
    . L% |0 e1 o, T; G' O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。' _# k  v5 Y: P  P1 i
    ...

    ) |9 L; @5 B5 `+ Z; [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

    • 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。
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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。
    , m! o! J* R+ Z  B
    # X0 U. Q3 D' f, r  g/ 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 11:571 v: ^5 p3 _$ B+ ^
    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 ...
    ( f) J: c6 E9 T
    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 00:132 P, a" z* b5 Z7 d6 O) h5 v1 G3 J4 V7 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 ...
    1 o2 a# C7 D( F- [
    拍脑瓜，拍大腿～～～～4 j) f  z9 c- N6 d- X
    4 m& s, c: F* t/ ]
    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
    $ r2 r4 r7 `" q  A2 w& I
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    9 B, p: m" ]6 Q- L# S2 d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 ...

    / |9 Z+ i5 Y& ?$ O: d* g; q7 ]# O
    晨大，不太对吧？) Z, V$ w3 j' F6 d# A7 \

      D8 a  ^" l' K$ L& J  ~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。
    6 I6 r9 E9 c1 n% c* [  U' `; ]% v0 n! r/ G
    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
    9 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 00:043 F( N2 l" P. J- J4 I0 c* z
    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（ ...
    - K) [1 E2 O: h1 \
    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   d* U- o# @+ H! o* y2 d7 K$ o
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    8 R/ Y- Q9 a" z9 C+ g; C2 A晨大，不太对吧？
    * R- Z3 q; U5 |2 b5 c/ e
    / f6 d! _) J& X# 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 ...

    ( x  m/ a+ }5 @# U/ B+ B: f
    1 d  {0 P7 X) t% Q2 X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。
    # C* s! {3 K9 Y( c7 [8 \) `2 D+ w. a/ P, P, C: n
    连续线性系统的向量通式为+ U1 P; j! J% c; l( G5 o. l1 ^
    X_dot=AX+BU
    & j+ i, O( n  C4 z5 oY=CX
    ; ~! n' S& _- X" {! uX_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。
    7 s+ J  u2 z; ^2 j, k# i$ v; p7 S1 n4 k
    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。( h/ F4 H/ W; H5 @! J! Q  I5 |5 g2 W

    ; {# I( x% @6 a5 q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
    - W2 K1 F! e2 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 syst ...

    1 r, |+ P/ Q7 L. y看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。: B. A* `& z7 j. x/ l

    ) {0 {5 Q  q" T% @" F2 ~5 O: H+ W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
    无聊
    9 小时前

    • 签到天数: 2034 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
    & j% Q0 `" k0 m- e有控制专业的来说啦。" R* Y9 T! a0 Z  H

    9 k$ @+ Q6 f" e! P( l- P# h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, m" U8 L) `1 F. ~+ 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。
    5 B2 [2 ]4 Q$ g4 v8 ~9 F  J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。
    ' W. t  [8 v5 J: K
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。
    & w! Y* G, L5 k
    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/ z' F6 E- E0 D. h7 A1 G, c5 V
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。. N2 }4 H" Z0 ]& V2 H
    5 v0 S" ~' p! `/ U" {
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    & q+ h& o+ [, P2 H9 V
    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。( _" |2 J4 {) w3 g3 ?
    3 t' {" u; B, S3 F
    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。/ [  q: n8 t8 X: O4 O: G% S

    6 V1 J  U5 ~" Z( H0 s1 g* w) o) D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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    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 12:051 U+ C0 D9 y. M, S- ?% t
    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。! T0 w. D5 g% O. [9 R
    不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

    5 X: G: ]' y) ~% m$ 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！这个唬人程度超出我的想象了
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    无聊
    9 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
    . R* Q# D' F' R! k9 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。7 a' n6 |1 A6 Y9 v$ t
    $ G0 J7 w3 L2 G2 [6 L# N
    比如装置的体积略微大一点 ...

    ; H3 `- i7 D. a. A# 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
  • TA的每日心情
    无聊
    9 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$ f  s) S* {5 U  l1 ~" 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 ...
    8 v, l! `# v. ?6 _' b. s2 \) ~
    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

    • 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
      B1 \+ M3 n. m" 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 ...
    / [9 e! x& a5 F( K3 o  V
    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
    9 小时前

    • 签到天数: 2034 天

    [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
    . z/ ?1 X  I6 J8 L* d看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。
    , p* l8 U3 l+ z! ^7 U
    哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。  v" k2 ]$ F9 T& k2 q1 w
    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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