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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% z+ i: t; x) }2 U5 f
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。0 s' l; _: R/ b* M4 |/ G3 B
4 `% s* ?0 n- D* A% R
比如装置的体积略微大一点 ...
9 [# F' ~' ?/ l0 C) b
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
    , L2 C3 I2 W4 S+ t  Y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 ...
    0 B! p+ |7 U! i
    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。- v% c6 F' |# j' ^

    7 u% T) }7 h2 v+ K) @. ^* i8 Q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。0 c% t9 f7 k( C9 ~& P

    7 f% g& m! z2 |' e# E* g1 R( D

    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
    ! Q, k$ k) k& \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 ...

    9 q7 q7 E5 P4 h/ u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
      a/ g8 {7 L6 K2 ~* RPWM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。 ...
    ( [1 F! z- ~: w+ r1 E9 T
    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# b  w7 x! h; i  m
    多谢。成本呢?哪个高一些?& p3 t  k9 A. 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。8 _) R8 U( f% K/ e
    ...

    5 W3 L& g+ y, V0 C' ?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。
    2 ?' |- Y( [7 m2 L8 u7 D7 m& H( R5 E
    & H/ p1 v8 m8 X2 x' u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/ z* q  m- G% J
    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 ...

    7 X% }+ j/ h' a/ Z6 l1 ?斩波怎么能没有功耗?
  • TA的每日心情

    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, N) C! x0 u1 k- V' ]9 ^, K8 A  M+ v# _0 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 ...

    4 Q! ^- [4 W7 t  m3 K4 F: _拍脑瓜,拍大腿~~~~
    ' W% ]" [/ ~2 g8 V5 c4 o9 R0 |+ b
    0 k$ U9 L2 ~8 B% r0 m* K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
    % S, W" _: N% w
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54( O5 g% [$ ]# n" f; p
    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 ...
    % w2 s$ H$ s& G6 {7 ~' w+ G
    , a2 ?5 a$ t1 |# G, t& _
    晨大,不太对吧?
    + W' E" U# w! W5 g* f) D3 S/ d9 t6 L' [- `% S# A% J% ^9 q* P
    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。7 o: z* H$ i; _+ i& v. u
      Z1 V+ T! A1 D3 h5 ]5 R
    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 00:04
    1 _. M. }: p/ }0 W1 r2 @- Z/ c+ {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( ...
    ! f# M6 V" A! O$ H& t# g2 ~
    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
    4 @! A& h8 @# h( A+ K+ q- J
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    5 o( u5 |4 Y" X2 k- f$ c/ I8 N, ?晨大,不太对吧?  _/ R- p& }. W* N: r
    & d# i6 ~/ {: N+ f$ B, m2 c* Y. W
    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 ...
    7 Z2 j  a) o2 ?5 G3 M. X, _. f- t+ u

    " q2 f$ g3 K3 _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。6 w  G1 J9 s/ R- q4 m

    ) @# ~, o! f1 b9 L  R/ k1 L( Q连续线性系统的向量通式为5 n! S% y+ v- i
    X_dot=AX+BU
    4 f+ o+ _( d" FY=CX
    ! O: }% ^, H2 LX_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。6 A& m  x( V& ^" `  h& W3 V
    9 `% h7 y- k7 e- J* L6 S
    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。
    8 s3 p: `3 B3 c6 X( O& ^) e) t4 Y: ~3 M. W& M/ Q- O" U7 y9 K
    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
    ( P2 [7 V) P+ j! q; _% e9 C) {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 ...

    ; v, K) S4 F# N* P. s& g% I1 p看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    * U' ^( S) ~! _/ ]5 v
    : f+ R% c: e, N' S3 f! [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
    & r7 ?1 ^' c# x: W8 H7 p2 V) {& {有控制专业的来说啦。" E, _6 E9 Z( I

    & e. {+ r" w  F4 v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 ...

    , g3 l; J0 C* ]) N  \0 y, q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。
    / C" B( b: N# h. |# ?5 J  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。
    ! m2 [) Z- }0 F$ r/ I3 @
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    ; @' o; R6 T; o  X' 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。
  • 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( [; ?) t: I7 ]3 o3 A2 J- v/ ^7 a
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    7 X% k6 |$ T- s6 o: R" H% x7 w- U7 Q5 R: \9 O: e3 \
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    ; S+ w/ k$ p1 k- A5 E  U) J& e6 i
    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。5 S! C$ `5 ~3 J* ~+ O) c% F: y
    & R( W0 @% F3 ^( F2 w
    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。
    & r3 D  S) z. [; ^& v  I1 c* o: C3 p$ S  A7 S4 p
    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  i( F/ S4 C# s0 x" {5 C4 H/ O
    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。
    " n7 d  J/ B: h- B: x) [9 X: k不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    - q) o( N6 J( S: G' D  f
    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
    6 j8 G0 C, @4 ^+ [: @' 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。- p5 r: e# g6 @; z$ ~

    9 A0 E% w  }! Z比如装置的体积略微大一点 ...

    / s: G$ f3 Z- _8 b! {* U. r+ d2 R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
    * e2 j8 u# X4 }" C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 ...
    3 t/ V/ s: p* L( F; o. g, X
    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
    * d. `& k- a* g* t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 E) Z6 g, o! ?& E9 F1 n+ h# s' X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
    - v9 E" Q, q/ @$ ?( y5 o7 R- 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。
    4 x; U" V, f+ J  a( G3 C% a  J: y! N
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。8 N- f- M2 R6 f( Z8 @& H* a& 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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