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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: P1 a, b& U' {3 T. k5 \+ e  h
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。
' \, i" h6 W. L; P) r5 Y# D- T" N: R) S1 h
比如装置的体积略微大一点 ...

# ]* G9 {9 I) J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
    9 ]  N: h" s& o7 |% R! \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 ...

      Y: j. x% X' k+ e, P% j" 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,毕竟成功的例子太少。
    1 M0 W# p. d, s9 V( `) q/ }$ p+ R9 n7 A5 G" |4 N" P- Q) 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。
    / J  P3 h1 a9 Q6 s( m0 T$ Z: A  `" x/ I

    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- [* H+ S# f  Q0 N- k, z- n" 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 ...

    ) F! f/ H9 l7 n8 k7 P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
    ' l5 ?: I+ F8 {7 E" W$ C$ p' |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。 ...
    : C: ]4 K& l" B0 H* G* r& e5 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
    ' G/ j& ~# o$ G多谢。成本呢?哪个高一些?
    + R: g' V9 f$ t+ x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。6 T! s  l/ E) ]& I# M& ~
    ...

    3 f7 l. t6 I: D, G& o0 D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。( f$ |: `' x- N- G: G3 I7 N
    7 O. F5 n% c$ u* y5 H, 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
    " K8 Y0 D0 p- o7 }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 ...
    ) o" K( W& m  H  W# \, K" i7 C- _
    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
    5 m. \( N3 R) w) y9 _) i3 f7 B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 e) R4 Y* A# a* ?9 u& Z) w" K3 r拍脑瓜,拍大腿~~~~- D' Z; ^6 C; P5 z
    # B2 g$ F8 {: @$ \
    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 7 O2 G9 K2 Y" q$ v7 ~
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    / v# Q2 k  O' ~* U/ ], d9 \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 ...

    ) p' _! f4 _2 W$ v' h% O, y+ k8 d8 w2 Z9 Y7 Z0 m' V9 r# |4 U
    晨大,不太对吧?
    7 G; L7 D* l8 \, W& T: X  }4 D3 `" z: z3 N" q; z' {5 S8 j  m) l
    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。  t# p# p4 y1 X* B
    ) c* d7 m- E) u, r; d
    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
    昨天 01:07
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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
    ' ~+ |8 P% O2 B& A6 _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( ...
      S. c/ ]& P0 t# |9 S
    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
    9 n) u2 m3 S1 `! {" \) x) u' K! I
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    % c0 X$ }+ }7 W0 l9 D3 U* o晨大,不太对吧?
    9 i. J& v( b* y" R; {% A, f1 A' H+ V5 z8 V
    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 ...
    # `% d& L7 z, r) a; ~
    : ^) p/ _. {, f
    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。5 d2 }6 N$ K7 P" M% r& s. o8 F0 p, J

    . D( ^7 ]  g4 I: |/ L连续线性系统的向量通式为2 g* _& n6 y- O# J4 d
    X_dot=AX+BU0 M& m2 H) V+ s) F" b* y2 w
    Y=CX1 O5 w8 I/ [) p  x
    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。
    6 Y8 m% k$ e) z$ d) U4 z6 N
    9 q8 d9 P  o( F2 e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 u& u! ~9 p% [0 ^/ L+ i
    , {% i: k0 C  l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. b/ v; L1 J  d: Z
    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 ...

    , `+ I( [9 S- F. ]# @3 v7 L" t" l看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。& y+ |7 a: ?: v. U: N

    . R3 I' b, O: \$ F9 x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
    昨天 01:07
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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! @4 Y3 p# \2 ^( u5 B+ W$ T
    有控制专业的来说啦。
    ! H5 b, g6 U1 q2 }4 H
    ' m. r7 b7 @. O/ C) q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 ...
    8 I" e4 h, W0 S& \4 |
    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。* @: }9 R9 C: P. _; x. z
    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 k( L: ~* O$ H- h4 F7 u
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    6 y1 P9 E% e! D* c( r/ 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, X1 p( s3 w  ~8 |+ v! L
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。3 z( c+ @3 q7 k$ p- e, }

    + N% Y2 V# G1 Q* Q+ A+ q对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    7 x/ f* F% N/ \- W8 x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。' e# s, j8 B, Z$ F2 ~9 c

    % m4 \3 |* g8 H1 Y3 l( F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。' M- g/ _& \0 F$ ~( a

    ) y4 u- C, ]9 R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
    , K6 W. W! F& Y9 B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。
    % G+ G; @2 l8 i! V5 d$ B不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    " F$ t& A6 z/ W. V2 K5 j5 r1 }
    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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    [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
    % F9 r- ?$ @8 f; a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。
      Y2 y7 Y3 t$ l) X
    $ k# [- L% J, b3 j& D- B6 k1 i比如装置的体积略微大一点 ...
    + f) a8 [5 ~5 O9 _9 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。
  • TA的每日心情
    擦汗
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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 12:131 u- f( Q: ^5 M
    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 p8 l: G9 z5 n& @4 x% ^4 I& F/ A
    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
    3 L& j6 W" h5 b0 |( ~" r- }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 ...
    # L. a+ c' I1 `  O" C4 x1 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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    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 12:408 `% q' ?: Y- S* [
    看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。

    - P$ g. D9 f# o; {! A哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    & y) v" g2 P1 R- y2 W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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