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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 08:192 ]' ~  Q8 \4 \4 J9 a
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。
2 ~5 C$ l3 Z$ T: a
& Z. N! R5 b* G比如装置的体积略微大一点 ...
, _3 f0 `3 s7 b, U/ T' }9 b% u) b* r+ c
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
    $ u! l! b5 e& s  p* @: X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 ...
      m$ s/ Y+ v4 y5 {0 L* R/ C
    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。6 N' w" p& b6 y; @7 j

    2 u# I+ @2 U- u- o, d8 P$ w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。
    - G  U) ~- L4 k4 ~2 s8 s8 ]. \2 B6 X0 P

    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: R- E" A" x7 e+ I7 h( N( R/ 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 ...

    . Y* @( |$ k0 z4 D6 b0 T4 Y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
    % _5 |7 `# r& M5 [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。 ...
    9 b, I7 [, K# h9 v& Y, 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
    ! y9 K# w$ e8 K* h. Z+ D7 S多谢。成本呢?哪个高一些?
      c' j  H1 _  r: x+ y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。
    9 e6 D# q0 r9 S& A9 {1 C# J ...
    + a$ h) s6 C1 ]+ h& 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
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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。  o. l# o2 u3 E" H7 a/ b- {
    0 \" [) R' L1 ]+ `( y) _
    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 11:575 `# T0 h  m  F4 P
    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 ...

      p1 C) E2 m5 s: a/ T7 Z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+ q& }* m0 `( y* K% q0 b
    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 ...

    " L" a! h7 r7 z( s拍脑瓜,拍大腿~~~~
    $ h# [5 M( r5 L8 d5 c7 \, F" y  i+ F# O/ c
    ! g1 u, S5 [: W' J4 W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
    % e8 g. k7 B2 B& I" Q5 k
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:543 b  G) S% A. b# Z; I. w4 t7 j9 v
    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 ...

    & S) w6 H& N$ N
    2 Q# X+ K* g9 F0 R5 d* z/ K晨大,不太对吧?1 g. P7 F# v8 S+ b9 p1 W* b$ I
    2 o: m2 }/ E3 d  l( Z! c9 ^
    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。- c* O/ v8 U/ r( O
    8 h" O+ Q/ u8 b; x, e  g- P
    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
    奋斗
    2025-12-24 06:16
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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 00:044 z( r! a  C4 i
    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( ...

    9 J4 h$ \1 J  z- D$ 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
    - q2 e7 y% T- l( b
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    4 Q, G/ \8 o- E7 i4 e6 I晨大,不太对吧?- V/ f, m# |4 x6 [

    4 U3 v+ [! M" P" M; W+ ]1 y( v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 q& O+ Y! W" W

    ' g! q- Q2 ^( 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。
    : c' t+ n. N% C4 v4 R; _# N  q! j2 X7 @& Z
    连续线性系统的向量通式为
    0 k- v' Q1 t" H" R5 a/ \1 pX_dot=AX+BU+ q& U, |; i& t2 D# J% Z
    Y=CX
    ) K7 O. h' C& t4 V' vX_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。
    ; I! J! B% ^: o$ I2 G0 K; y- l! R3 d# H8 x0 k. U1 n8 @
    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。
    " z2 r+ y2 x2 w, p( H/ Q2 l, }# s' Z5 {+ c0 D1 g8 t# ^* |1 I
    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
    5 X1 C, P) ~7 l7 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 ...
    9 M! F2 l; Y: s( w6 m1 M
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。! ^4 c3 h9 }/ i4 I" D0 C+ |  Y

    " i/ D# o9 H$ @6 H+ d; r! [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
    奋斗
    2025-12-24 06:16
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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
    ; l4 J( E, {+ N& v6 X有控制专业的来说啦。
    ; ~. g" J- o) x! d9 p+ A- O9 n( M" @1 I, f9 O. T! Z0 X& W2 k7 o
    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 ...

    + h) ?6 Y5 D. Y2 }. h  i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。
    ' {" t1 o) S: s! k5 k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。
    . M) q- U; X5 f
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    ) w7 S# w1 {) m+ ^6 H( e/ l& a, D7 S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 11:50
    ; V; s8 E* ]; ?) b# |( O1 W看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。" I7 A* P# f0 @. j2 ]. F# U7 ?
    # e  R; S* D3 z, a. z3 S6 |% s2 L
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    9 Z9 z& X  R9 L9 t
    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。
    * _- _( y  t( C, u( L; V$ g. x6 I$ w/ b; m( X
    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。
    * a' F# S) X# m
      X7 I4 i$ V% W, u% w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
    ; n+ [. h- `2 z0 x; e9 y0 ~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. N9 U; L* G5 E, C8 V8 l
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    1 k) }8 k- e8 a/ 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
  • TA的每日心情
    奋斗
    2025-12-24 06:16
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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
    4 p3 E) P- {9 o7 I. I. C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。3 e5 X! g4 J+ ^& ~& |" z" v

    , a. ]5 b1 G, r/ I( T6 u  @' n5 \比如装置的体积略微大一点 ...

    ' S4 K; |' ?/ p  M$ s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
    奋斗
    2025-12-24 06:16
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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$ ?0 c/ C9 M% e
    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 N% ?+ \5 u7 v
    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. b' v( p, e7 j& x3 @
    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 ...
    8 Y8 P1 v- ]: r/ 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。
  • TA的每日心情
    奋斗
    2025-12-24 06:16
  • 签到天数: 1995 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) [# A" l/ {! _9 H  D$ r! m  s4 {0 ^
    看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。

    3 x* J) g% P; s5 D" H哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
      Z/ Z4 {. N; `% h/ v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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