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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- \8 ~2 s0 T. {
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。& Z& }4 u' R0 ]: `

8 y# ^, E- ]& k5 {% N1 J比如装置的体积略微大一点 ...
0 T  h) N' Y5 k" k0 R. _8 h
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
    + ?9 }2 X( x; i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 ...
    % \2 T% V" V9 U7 ?( {
    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。* M+ C; e2 N3 o( F9 E$ ]* A% L
    0 {; \; H/ s. o* `& U+ }; Y
    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 n0 H4 y( X6 y' t) A# M1 y/ |' A1 z
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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
    + \, W  L+ ^1 P" _- k  P: 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 ...
    / M) w+ |, a5 i/ H2 ~' n- [
    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
    5 J' v. R/ y1 y; U- E, QPWM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。 ...
    2 r: J6 W" `% f+ k- ~
    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
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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 15:462 l* _1 e3 A3 e% Z" ]
    多谢。成本呢？哪个高一些？
    " I5 p: P8 }% ]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。6 M9 x, Z8 d& @$ c$ b
    ...
    $ B/ ?' t6 Y  M$ \: J$ ]
    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。, p$ i' |! ^, H$ R3 P
      q$ h* t9 s/ t$ i* @8 s2 L
    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 11:572 R' l& D" p* d. e$ _* V! Y
    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 ...

    , B6 h- \- A/ u5 q$ C, \- Z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
    5 J( \! d, g: e4 ^$ H, B# X5 u+ J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 ...

    7 `( H6 f% c+ R! Z" h# H9 U! O拍脑瓜，拍大腿～～～～: f% A% a1 q3 p; c, e# O) u
    + b7 O, w( R: ~/ V5 I7 z3 |
    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
      W4 A. t, C) h; t$ t' B* {( r! z! @
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54! D5 k$ ^# f* S+ 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 ...
    . Y7 a* z: I. L
    % o& J3 B! e2 i- K  w$ i
    晨大，不太对吧？
    % ?( Z$ q7 R0 s% i$ {9 w' b1 y' W1 j4 I' [: j. e' ^
    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。& T  X/ L3 C: \6 i8 y

    : \. L" M9 m7 Q% h% x# n6 D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
    3 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 00:04
    : e4 T# t' Y1 r- c7 L8 x$ A2 MPID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 D; }8 f& m+ H- 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
    , K9 _9 z/ N2 m" H/ t5 d& i
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    # {3 @$ Y0 b/ H5 z4 G: E3 `晨大，不太对吧？7 c" z& K5 O* I& B; _

    0 M0 W. y+ o) q! H4 [5 @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 ...

    4 `4 q5 H$ K8 {6 X; a4 Y( `2 G( G4 u" x2 u, H& s: w- Q3 q* 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。
    ( a  {7 m$ v% e
    " d; |7 R! Y( [  G" b* ]连续线性系统的向量通式为
    # ]7 @. u0 G) EX_dot=AX+BU
    ' h- h) }- c' n4 C: s/ }# D# vY=CX4 O% g; O5 c$ T6 s$ D- I" V" K7 i
    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。: U2 T. X1 a6 B7 U- M
    $ k5 }& ^1 ?- W) o2 X4 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。
    . `) l. M5 L& V3 R, J+ m: S' H# S# F# {. d: `/ A0 H8 Y+ B1 |4 Z' x
    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
    , K# ^# Z' Z9 W9 C, 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 syst ...
    - }. ~  S, e5 i
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    - J( z9 S0 ]- F- j# n" S7 ^3 G# N
    4 X' g; z% k7 O, w0 \( u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
    3 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
    2 [7 m9 C/ \1 U有控制专业的来说啦。: R8 g- O8 @4 X+ p% E" i6 ?9 \( L- {
    ( ^; q  m1 l. s, A; O' ]6 |
    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 ...

    " S1 f1 d  m* I; E. ^. d, ?: 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。
    ) P& \  K( y% D* r: G' o+ Q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 e4 y, S' G. s+ M
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。
    & S" }( u3 x/ |2 G7 G2 h
    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

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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
    : J2 \* G  i7 S- q看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    ; ^1 \& |8 ]& ^$ |% s' _2 n9 x+ T) m, Q( T8 F4 j/ r( F/ E
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    & l! o/ R) d" w! ~( B9 L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。& u( `9 H* Y. x# G9 Y; c$ B. u. @
    . T  s9 p9 @; l- \
    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。
    3 U& K( _, \9 a2 w0 P/ f; b$ h. W9 g7 q% |" j
    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

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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 12:055 ?' c7 Z  N+ W, 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。/ h/ S) z$ x! G! k
    不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

    ) k: ^6 t% t$ p. Y' s. Y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
    3 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; V6 P; d0 U9 r" i6 T
    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 c) b. z( w9 \: ^/ B( }6 L! ~
    ! q9 `6 ]% t9 T+ c+ q比如装置的体积略微大一点 ...

    ) N* w' ]* v+ F; u( Z& 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
    无聊
    3 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 12:139 M/ t2 f, K1 I! `2 F) H9 \* l
    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 ]4 E" V8 F: m8 N' I# Z' j: n
    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 12:295 i6 O1 d1 U: X# H9 X9 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 ...
    1 ~+ o& i* |) X7 k, S
    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
    3 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) `! P/ t/ G4 n0 W
    看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。

    , T& e& a. m% k7 I哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。
    ( E0 v' F5 ]  \( w; y( D; x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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