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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, _, y% K- _9 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。3 f2 E4 X( ~1 ~! c
. i8 U$ t5 \" q$ Y* M( F
比如装置的体积略微大一点 ...
, i& w2 y3 p6 A; l: |* @
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
    * _% d$ I4 I! G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 ...
    : n! s$ J" }9 _' ~; l. ]
    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。$ b. {( g8 ^2 X8 k& D4 x

    , K4 `0 K) b, H8 G) {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。& y2 F  J) f6 H
    ! a- L. \9 S' S, a6 U9 }  B
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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+ m6 P! s- M. V. h7 e1 L
    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 ...

    0 r7 z+ s# o1 s0 ?- N( \) F" g& M; d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 23:505 X# v  F" a2 S. a
    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。 ...
    - x. i" H$ B. E2 Q7 h0 c9 O
    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 k5 b& j7 f6 j
    多谢。成本呢？哪个高一些？
    5 R1 x- x6 B; q7 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。* A  v2 s6 A4 Y( `# c% s
    ...

    7 u8 M5 }; [, ^, y1 t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

    • 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。
    - w6 B: r! O8 P. J8 X2 ^6 i. z4 x
    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
    + G% F! i3 G# @% xpwm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 ...
    : ]( \8 j8 a4 Y8 D8 @7 D
    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
    6 O7 L- A' h, @+ E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 ...
    & \9 }1 s9 o9 _: B  n$ q! T' F
    拍脑瓜，拍大腿～～～～
    7 t: v7 o: _! L
    3 V: W! F9 O+ t  E4 e1 B5 G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 - g4 t# R2 w0 I
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:540 L, z$ ~* u9 _8 Q- 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 ...
    $ B$ X5 o& |: o6 r) t+ z
    ( Q  C  T7 F6 `: L* H4 I* y) P
    晨大，不太对吧？
    * f# w+ j, f5 T. Y5 N5 O( E* S0 ]1 l" Z) x% l1 [. G
    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。
    0 f2 }$ o: w+ s, m0 q2 _: ]
    2 t* ]8 T7 G' ~( p; o6 {5 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。
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    擦汗
    昨天 04:15

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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/ A$ T; u  x4 j; _3 u- @
    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（ ...
    1 I5 D3 b- f4 d9 c" C% {9 c5 K( w# 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

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    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 ' r: ?7 ?0 s  ]1 ~' E0 }0 C5 m1 W
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    ' f/ T1 ?* j% O6 p/ w4 {4 g9 }! P晨大，不太对吧？3 I! e" j: \0 G8 t- e

    7 x) a6 C0 O# Z0 N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 ...
    6 p: E3 R8 f# U9 ?8 w4 `: S

    1 g( |, o% r/ }9 P( ^9 l2 H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。. Z% z$ V4 q0 o( E) C$ c5 [0 W

    3 a# _2 l2 {9 v8 C5 C* G1 x& K连续线性系统的向量通式为
    ' ]2 i9 l3 M$ r- Y: i" ?X_dot=AX+BU
      G5 X& Y" K8 v. OY=CX/ c" h' ^; F- j) T& Z
    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。
    7 H" U6 ]( z' r1 A" k# _
    # x$ t- x- V0 p: j5 Z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。& `0 b" W: w1 u% b3 K, {7 H( M$ {  L& T

    4 _. p% i( w3 H/ A/ K! b' Z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
    0 h8 s  c* C& s9 Q% x$ L' p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 ...
    + U2 K8 j* g( L( r  k" ?1 U- I
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    / O& r2 [* |( m' Q. ?2 U
    ' E2 K, A! `4 d* [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
    擦汗
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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
    - j; M% q6 U, P1 {8 t有控制专业的来说啦。/ T9 x+ }0 c" M3 F- f4 _- _
    6 y' l, n8 V1 M2 I5 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 ...
    ' E; u# r: D+ i. C
    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。% ?2 {% A0 `# A: L" ^' 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。' F# ~# K6 ?9 r% n: n
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。

    4 B2 J6 l- t$ Z3 w/ c% W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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    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 A7 _, A) t0 R9 ~  Q1 t+ S" b% u
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    & y0 e7 ~, z" n, e
    ' k7 G0 j: z& n7 m对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    ! o* n( C( h- P$ B) Z
    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。
    # S' E0 m/ B* Y6 B: M
    1 K6 g( R: y3 R: ~& r, k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。
    & ]! S6 ?5 S* t7 d7 E: U& C1 X
    + `" c: ~' K; d$ C7 u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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    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 12:05. n& m; m! _' W) V- z8 M. H
    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。2 W5 {6 B5 m& X
    不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

    7 u& `+ e6 i' }5 o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# ^  Q* d& v, C9 @+ S2 r
    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。
    " Y7 F% @7 F' s# {' u) u3 y, C3 n+ E; l( C
    比如装置的体积略微大一点 ...

    - @& T7 G2 D7 G/ n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
      r/ F, g: f9 B- g* ?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 ...
    6 e8 R2 B+ x1 C/ u4 U. ]2 [; F
    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

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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
    " O$ x2 h( `0 E9 ]1 g5 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 ...
    : M' V* k& v) F: A, {( C
    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
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    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! W# O; x% u7 H7 o
    看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。

    * R$ b' }% r7 s7 y. P哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。
    " R+ ~; o( R/ G' Y" l1 L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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