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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
& {( h/ d( j* G+ y8 X# f2 S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。
- S8 A1 m# X. Y1 D, H2 G: e$ s3 {( ?% T
比如装置的体积略微大一点 ...

8 J* S, R5 O, ^2 s/ F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& N' r+ r; |& v7 G+ J
    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 K/ [% d5 \& M2 _7 k4 g" V; K2 q
    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 ]/ c2 ?: @5 O9 ]% Z1 F( i
    2 ~! T0 o$ Q5 H! r3 R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。
    . e2 t8 ]1 i# I4 T. c& ]$ ]% ]8 ^3 D* u% d
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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
    % c) A" ~) A% r, e: v1000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 ...

    , [, e' c2 a4 {" T" D0 c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. p' I8 q0 g: E- t
    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。 ...

    7 ?: B: B2 _% X$ Opwm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 15:46) z- `. H  K' L5 R
    多谢。成本呢？哪个高一些？+ y2 ^0 Q) i5 c: B
    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。. D/ v1 N6 b; L1 l4 S; u  V: g
    ...
    & T1 u) G7 K, e1 Z* e) Z# n0 ~% Y# z
    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。
    % C; {% C  K5 [, @" U' R8 ]/ V  c8 S1 z" o! u( S
    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# V/ S1 x; t% E3 i- h/ I
    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 ...

    * y$ @# }8 M: I, T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

    • 签到天数: 1618 天

    [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, F% L% t8 N  d
    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! A6 f9 v拍脑瓜，拍大腿～～～～! r" f$ ]/ W8 p8 }
    0 {& e3 i2 a. Z
    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 5 w5 J3 ~6 v$ g8 C! J; I
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54- G/ Y8 g0 ^  o9 K0 n6 w
    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 ...

    , H$ D, _! P% D, a8 y( Q6 [, O3 v7 G
    晨大，不太对吧？# i5 C( _6 ?3 W! Y+ {9 S4 z$ s5 X
    5 Z" s+ Z0 L' U, V  B  D# a
    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。
    $ I2 U& r4 ^2 W; `$ V* f/ g
    6 q  \3 O, @3 t3 o# U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
    昨天 03:47

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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
    " J# A" _) p* I9 X( x2 {" ZPID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（ ...
    . _: x1 A) U" l3 g
    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 6 d* h- |: y4 \8 K& ?
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
      M8 g* s; w$ Q0 N  U晨大，不太对吧？) _' x, l, {2 u5 S: M

    : R2 f% w: O) R" s. 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 ...

    - L. _% U" l9 r3 J- A" b( |: c5 _. _! j- C7 i
    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。
    $ E8 t% f2 A: c! ~0 \8 i5 ]8 J: E
    ; ]- n) d9 A9 U5 y连续线性系统的向量通式为7 @- g' ?  X. |& x2 R
    X_dot=AX+BU
    : C8 M: C: A2 a+ i" NY=CX! Q- t0 v3 @/ P+ h/ O4 i2 m# n  y
    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。
    3 t0 S# x) [% a' l: s
    + \# j9 j! V4 r3 s8 f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。( R4 S: a4 [; y- H* q0 q' _
    , }/ }* C5 F. b3 w
    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 11:143 n$ W: N! i2 C. L" D1 m
    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 ...

      m* v, u, G" ^看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    - q# u# m( R5 H, f
    2 Z6 h# p) X: B$ O$ M0 U: G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
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    无聊
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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( q0 O0 Q4 W' E- k0 s8 q3 R. N( B
    有控制专业的来说啦。* h9 P' @) F$ [! ?) b& [" h8 i
    ' w8 R- o: t' U2 M2 a1 F% B+ |
    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 ...
    - Q- H8 K) \2 e7 t1 y* `, S) N3 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。
    " p( ]% y% t/ t8 B8 z: y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 ?, z. N7 B2 b
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。

      \/ z9 T$ X! |7 u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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    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
    * {( \- I9 B4 Z" {4 }看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    ) C! j) \3 b. c' m( q6 b: j' l2 u/ l/ U1 i* ~6 [( e
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    # E; D$ n6 Q& @; z/ A/ m( D  f% c8 B
    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。, w6 O6 a8 V6 N9 E, B7 W

    # w- B5 I4 `/ G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。( F. _( e9 C0 ~# q- Y$ O+ Q
    % g# b9 G! i8 z. b& u/ l, c, |4 @
    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
    9 u. P5 r7 A  z% {4 ~( x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。
    3 ?, `' e4 p% h, g不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

    9 t2 Q/ X  \! ^  k3 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
    / X0 \/ h  h" H3 @2 N; c4 @5 G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 o! _4 D( v6 c# x- z

    9 h! L, @: h  Y7 A( i2 I- v比如装置的体积略微大一点 ...
    % A' N2 R3 M" k/ z; L& L5 O
    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' m0 ?/ ]  V9 [7 A; D
    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 ...
    2 C' C1 @1 A, `6 g& ]( Z  x0 e
    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
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    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
    ! K1 O6 P, j9 r. i9 v, T! H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 ...
    6 m& k3 W  p$ e6 r2 K
    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
    昨天 03:47

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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: a; K, N. J3 D
    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% ?" }% a4 a9 W) I, \8 ?9 Y
    哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。* H7 n( v8 ?5 X- z- ~6 ^
    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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