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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
' F( _: E; x# ~  H4 L9 K( v0 k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 T9 U; @, T3 U0 m/ x( |, g7 _0 p7 n6 M* W" f+ w- k! ~+ y
比如装置的体积略微大一点 ...
/ a# q: G+ ?9 ^" S
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
    8 G. m( d! u* h( s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 ...
    % t) X2 V, k- l9 H
    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。+ q; @  ^5 Y0 v* h/ I
    0 u1 u  I. \" }5 O
    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。7 t" b; \1 @4 r* t* a- T2 F5 F
    / F$ ^9 C6 T: R6 P0 E& L

    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
    4 v0 L1 \6 ]' m1 A! }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 ...

    % R5 w: N" S0 ]9 Z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
    3 N+ u/ ?: W( I. o  ?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。 ...

    + J2 I* e" Q; `0 h* l! ]8 Wpwm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
    ( Z9 y. W3 O  Y+ e! Z多谢。成本呢?哪个高一些?/ v- W. }9 s6 T! _: V9 G3 R
    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。
    0 }5 m0 `% t& `' _. | ...
    + S% L2 d! `) h) U0 F% e
    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
  • 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。
  • 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。/ g. k1 a6 G( |6 y# n  R& X1 Z
    ( N# R; \1 I  ^# g
    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 11:578 f$ s) O8 Y$ {5 d6 s
    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 ...

    ; V8 A9 r# Z2 J% Y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* A$ y; [5 l5 p# ?) I9 X8 k
    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 ...

    8 q/ }/ T& B% S: L4 `( J拍脑瓜,拍大腿~~~~
    2 H# R6 v) y/ ]7 Q: l: g
    7 N+ }* l$ [4 S0 q. g$ y' e决策的方法多了去了。

    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 i1 V7 R1 @+ v- M; h
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54. X# |. k: y6 u, u! ~. l
    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( E/ l' e5 a" R1 J
    ; v; s! v3 N2 g4 ~* N晨大,不太对吧?: p* ?* L$ ?" f1 `' B% c3 g
    * I3 `: X5 _. k$ j8 I
    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。
    1 P5 w* X+ @$ t) F
    - @9 c4 N6 }3 v2 F! n+ ~1 W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
    无聊
    3 天前
  • 签到天数: 1997 天

    [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
    3 ~0 H) _# W0 r4 `) C, XPID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( ...

    & g$ v+ P$ P4 @  `: V# N( a8 ]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
    3 a; h2 f8 G/ J6 X' L- Y
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36  A2 C  j2 s0 x5 A$ {' J
    晨大,不太对吧?; {( H8 [7 Q9 a) v/ `, \% l
    7 k& ]  _! }9 j0 ~) e6 y' h' L: j
    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 ...

    ; s# ~6 s, Y9 y. F$ `3 U2 T2 j+ `" e9 l' n# u1 T
    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。
    ; o- w2 ~9 h% W; p- g% W4 E7 }
    2 P: M" e; j) q0 t连续线性系统的向量通式为1 k: `0 i" k% o3 ~* G! u
    X_dot=AX+BU  F5 N- {! }& E! ~" `% q
    Y=CX
    ; P) S1 [  w5 k1 r' XX_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。
    / @, s; r% g6 t; m6 ?* c* J
    + I7 }5 O2 I& }8 z* d  x% y6 y* v( l$ _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。
    2 B% j8 S" [7 W8 v
    ; X' ~' K$ {9 b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 11:149 A3 I* @3 N  ~( F# B
    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 ...

    7 e2 y7 |- q* d3 {( J6 u看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。% u) \- T, Y( J( v& s( R, @0 l
    8 x$ z% L+ a6 k1 A  {
    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
    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
    + ]6 e5 C4 Q& i有控制专业的来说啦。$ H+ \( G8 W0 W
    - V4 L* Y7 p1 V6 k5 s& x& 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 ...

    9 A0 j& B5 _% T3 l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, @( A. N' K2 T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。
    % J6 U1 U1 f' ]8 ~
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    ) F+ T6 D  k6 @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
  • 签到天数: 2488 天

    [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 i1 ?6 N8 z) ~* z+ @
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    ! h2 f. A1 K6 |5 d( P0 C! X- l4 Q, h  @/ C
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    5 J$ q( ]$ }2 c, ?+ p
    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。+ Z( L6 H8 H* U  r  r. O( X
    ' L2 G% W- H1 @, [5 t# w6 D
    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。+ L" ^1 F* ]9 ^. g6 M! d( o
    ! F7 ^$ {6 I, t1 v4 n
    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
  • 签到天数: 2488 天

    [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
    ( m' H3 s" `7 C3 k5 }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 o/ E7 ~% v  o7 k- K: J' S不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    9 r2 x$ W+ n* H$ z# E+ w% _
    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
    无聊
    3 天前
  • 签到天数: 1997 天

    [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
    1 X/ q) r1 S) e* w4 Y% N8 P) H7 u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。* o# p( ]4 p. Q3 `# Y' b1 e9 B) F* S
    ! G# Q* b, m; E+ q  H! C. F1 f. L
    比如装置的体积略微大一点 ...

    / c3 F% F; V  s- 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
    无聊
    3 天前
  • 签到天数: 1997 天

    [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
    - X$ h, m- i3 J3 Q5 T- ~" I$ y. \; 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 ...
    1 W9 C' F- _; J! 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
  • 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 12:29
    9 ]- i' h2 q& 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 ...

    5 d* k) q; b9 Q8 Z! \" F: u5 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。
  • TA的每日心情
    无聊
    3 天前
  • 签到天数: 1997 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- C- [9 B' f* @) n/ d2 y# v6 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。

    + E& i0 M, Y. ?2 N* S) [哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    - p/ [5 A+ @1 E' `; n& y/ L4 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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