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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
) P% w7 g: C; n& B; a7 l7 g! u8 }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。# o0 R- N* V/ `+ S
% |' G+ C# Y. B9 E
比如装置的体积略微大一点 ...
& x, H* p, x  q
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
    ' p5 b$ K" ^, R- @  ]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 ...

    * L9 e9 e: {- Q* f  v8 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,毕竟成功的例子太少。
    / t4 o7 |+ O- A! @% k' F+ J4 _8 I& c  F; ^3 b" i$ 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。
    9 \: T% @& l& ^* D0 i, w6 P
    + q; ~6 U7 K2 D/ Z# k& o( Z

    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
    - b, k; c) W0 B3 h) N1000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 ...

    . v4 t( P2 q. V- D) T  x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
    # M$ d' b- r. F, u7 Z+ 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。 ...
    8 b5 x+ b- ]* r
    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
    + I3 U6 `  T8 |, M6 N! O多谢。成本呢?哪个高一些?
    8 G* R1 n( r( |# 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 f$ T8 t7 [9 z! l
    ...
    / w& I# ~2 `$ ^
    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
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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。
  • 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 e; ]. D' s2 o$ A

    0 R" {1 @, {9 u; ]0 ]/ ?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. \+ N8 J4 l0 a& U4 U
    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 ...
    , l" y; b& S) r8 U2 V9 k" J
    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
    4 r! p0 |  a3 h5 w  f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 ...

    ) X# J' r- B$ O0 P: V. `0 m9 @' M拍脑瓜,拍大腿~~~~
    , Z- h' D) K; E$ C7 J. S1 q/ Y% s6 W( U. {4 W' \' x
    决策的方法多了去了。

    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 7 l; @5 l* _0 p1 P6 F1 w
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54, h% d  y; Q2 }0 p0 ?8 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 ...
    + n& O& d" E0 s4 ~( y3 H8 l5 ~
    0 B+ e6 V9 _1 U& w$ _* o: ~9 t! S) _
    晨大,不太对吧?$ J7 Z5 w0 i  `& y

    ( ^+ g8 m! A. W0 G$ k! R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。
    ; Y% g# T! x4 |# d- y( r6 k+ ~$ e# B! l! i4 {9 z  z
    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
    开心
    4 天前
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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 s7 n3 x) [) i1 R6 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( ...

    3 ~- a8 o' `, m6 n2 A6 X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 * Y# Y1 Q6 D* h
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    $ O5 u. A, ?* D0 p/ l3 \晨大,不太对吧?; @3 u& k  j) \

    ; Y9 E1 h' _. X2 @+ _- k: y+ F" `8 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 ...

    ) p5 E$ k; G1 f" B$ Y6 B' |8 O. u, m' I7 A8 \$ L7 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。
    & Y$ [. ?& j1 m; x
    ; L) ~5 \8 t8 B4 V5 I8 }连续线性系统的向量通式为" M, ]  Y) g2 M- Q- Q
    X_dot=AX+BU
    : v7 }3 w8 f- E# B0 }1 n# R- D' }Y=CX
    $ _( Q3 l" B, b- `9 l- G: W- rX_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。
    $ ~( [& R. I! S3 ^3 |
    & A- F* T3 _, j" S+ V6 r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。
    ! ]1 \6 w1 o. H6 R- W, ^3 x; n  }# ^  A  P
    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% z& a* j) @4 K; g0 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 ...
    2 o3 @4 j" z  I
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    ' f2 H( K( D+ W, v5 l* S" G7 U
    " x# S  t# g7 E0 Z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
    开心
    4 天前
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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
    " O2 P! W5 S) e0 y有控制专业的来说啦。
      b9 M" V, s4 l' o: ]! I; J( o/ o9 \* `4 L
    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 ...
    / `! X5 S& w! \, 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。
      K: `0 Q9 M: ]6 H' o! |& 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。
    2 F9 ^  b% X) H# Z# ~7 P0 ^% s
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    7 J% T8 J5 i7 W* L5 @
    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
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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 11:504 w: r" D" `% q
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。6 H' ?- B; }2 n! Y9 D/ j
    6 p9 H! L5 b# ^) X% O
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    % P% @* r* ~/ D5 v! R( I# ?. R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。
    / C8 t- V1 b( H' q: y# b6 @! k5 L6 g- K7 R  U+ {6 }% j" L8 _
    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。" J( d, F/ @& e% H
    & }0 W9 p( l# [7 r
    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
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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
    + x$ `; N! Q6 o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。: c' G( F- c' b. d% [6 q
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

    + N7 r/ Y& Z' m/ m- ]3 C2 Z& h% u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
    开心
    4 天前
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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
    ; h5 o$ O7 C, H( w2 J& A7 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。
    7 D- H& x1 u' b2 Z9 h2 p" k; V! H: Y) [  S
    比如装置的体积略微大一点 ...

    6 h% d1 C9 k; x0 u$ d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
    开心
    4 天前
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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 12:136 e9 e+ m$ g" M; Z) j
    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 ...

    9 ~6 j) \& E" `) R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 U) v' n( r7 Y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 ...

    0 K: t9 |$ `: ~, |$ ^& ~$ L5 v' Q# 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。
  • TA的每日心情
    开心
    4 天前
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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
    $ U3 y$ p  \, Z( }. R% S" q7 l看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。
    & d, n6 Z- u/ N1 N9 J; W& `% `. G
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    ( m% f1 W7 X3 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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