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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
, u* ?. n+ D  ?; P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。
1 m3 f* C5 I2 e, O7 C8 f+ H' T7 }' V
比如装置的体积略微大一点 ...

0 \" G& T1 @6 x2 }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
  • 签到天数: 2488 天

    [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
    / \5 l, ~% w9 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 ...
    % C, D5 S* _0 L. ]0 I3 j6 [
    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, @+ _. `

    $ Q( y- i' D6 ]. i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。
    * w! J! E8 b# T1 p# g) x: k' C" K4 s3 U* T7 F6 V

    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 09:073 L% F% @  M5 ]! x# ^! g7 g" u3 `
    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 ...
    ! u1 \5 ]5 u, I# {, M. g; r
    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
    7 L: p, R# K3 T- U2 A# ZPWM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。 ...

    0 c4 X. K+ z1 U2 [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
    " v& H( p; O& T多谢。成本呢?哪个高一些?
    * d' {! x- r, I- C* {4 F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。$ E! ]) X( q+ ^) \. m
    ...

    ) d/ S5 d% F* l: f/ A' 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
  • 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。
    9 V4 R1 B( d$ y- Z% p4 e* q7 I& V
    4 f  e; N8 i4 i* K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
    ( f/ z: G4 d1 K% c. |* O: @, tpwm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 ...

    ! C  A. U4 `2 x6 z' l( @2 T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
    , p# i9 }* w2 M# ?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 ...

    - o, H+ f4 n7 Z6 X* E, D6 }拍脑瓜,拍大腿~~~~
    6 @* D' z) \  {" p6 A: K" G; t4 ?, o+ r( x7 o+ 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
    ; a3 P, u! j1 L8 k
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:544 q2 I' F; {) {) c* U0 i. }
    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 ...

    . U  \8 v0 I, U0 r2 q! L, {9 J  J; E" A* c
    晨大,不太对吧?
    . K# o# U" S* b' ~- `' }" i! x
    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。% `; P1 z9 z3 ~) ?4 L' H
    7 d0 @( j( e  t$ j# e
    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
    擦汗
    2025-5-1 03:57
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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* i4 L: p# E2 J: ^9 [
    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( ...

    5 ?) I. G0 q1 O+ 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 . h/ h0 W6 ^8 Z0 s* Q0 X9 p
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    ' c" R: ]! M3 L' x3 a" D2 i, b) z晨大,不太对吧?
    " p' a8 N8 o  H' c# o" d& `! K( I2 W% k3 Y6 a  }5 `" V& [7 {
    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 ...
      v) ]8 @% U; {
    / w7 V" r- c* D' s9 X+ m# Y
    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。9 t0 E4 i- E, r; m* ]3 v% Q4 I7 V

    4 V5 {* s6 ^% h0 R/ J# `* p连续线性系统的向量通式为8 f3 ?) k8 B3 q+ q
    X_dot=AX+BU+ p8 l3 k: _7 i* f$ t; ~: ^4 P- r
    Y=CX
    0 k; z+ T- ~$ wX_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。
    ( N4 ^9 ~; b. X3 {7 e- j8 A6 i. o5 z7 S$ o8 ]) ?. t7 r6 N
    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。4 ]) d2 s8 v8 U5 f

    / [: X( l4 F* U. J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- X: i* h4 G0 ?: |8 E8 |
    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 ...
    4 r; d; g) _: D
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    8 O# S2 ?/ Z, ]2 z; ^/ A
    4 ]. ~" L6 {. ~0 B1 G  n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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    擦汗
    2025-5-1 03:57
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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
    & k. o. a4 B, J/ \有控制专业的来说啦。5 C# G6 O" g: C( @+ `3 _# }

    ! p2 j9 c* _; r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 ...

    ! u/ ~8 U1 z& M3 y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。4 x( L' }. J3 C. q* G
    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。
    ! q# [% Q! z: P: j
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    ' k$ k7 `: v- b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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    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
    3 A  p' o( {4 u! H看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。3 G" q0 w1 D, _: W" W2 _& y

    & {3 u: h$ l2 h. K- ~1 q* ^- i# \( o对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    9 |8 _* _# [6 q, W- v" Y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。6 u! W( S  f: k/ N2 |- m

    ) ?# q. z0 q1 l8 t) n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。+ N- Z# W: P3 l4 d; a

    8 e; d! F' X# J" W! p2 I# ~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
    + ?: |7 m- q7 H' _: E, e1 B& l3 G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。
    , \: \* v: [6 w( t( H$ ?) l不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

    ( `- P; x$ h2 A0 t( f  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
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    擦汗
    2025-5-1 03:57
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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
    0 P7 `% L+ m9 u4 M$ S0 F0 X9 N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。
    $ U3 i9 U( @- ~. G# f, b  Z1 k8 R2 u& v- _5 d7 j
    比如装置的体积略微大一点 ...
    ' f; l# o; a) A8 P- @- \9 m
    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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    擦汗
    2025-5-1 03:57
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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 12:135 k( t0 }+ U: K5 ]- ^
    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 ...

    + `( O  u3 Y" \' u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
    , {' ~1 n/ f$ q  |$ Z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 ...
    5 }  I5 m0 S4 }, V* H# h
    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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    擦汗
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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. m; [9 ?* A3 J3 n( V+ \, G# V! T
    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 `5 I/ f. }2 D
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。( o1 T: \8 v' y
    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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