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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 08:197 j) }' N! f/ u& t
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。! z0 L) Q; l( f' y: {0 X
: `7 y. w2 ]# C, h$ M
比如装置的体积略微大一点 ...
4 [; Y' Z: D2 c0 }
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
    5 [7 k( M- C, ]7 r1 F  a* a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 ...

    8 D5 ~- m- V% J+ I: G4 A9 s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 ~  D3 C8 U3 n' ~# b
    - P; [5 V* H- Y* q. j' A1 P( {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 T  i) W+ j9 ?& _
    8 N4 H' V! r  ]( Y$ U8 {

    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 [5 o0 i% M4 B6 g1000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 ...
    & y/ W% \+ G# 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
    ' ^' i! p' W1 a6 k4 EPWM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。 ...
    ( U0 Y% Z3 g, [2 b- n5 k0 j3 H
    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
    ! X# {! W% G3 t% j( l0 f多谢。成本呢?哪个高一些?
    6 R7 }' ~! _2 t  Y( R# 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。, s! [- t" B, T8 [# D8 J
    ...

    . B, S( j0 z+ T: d6 |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。) v( [) i7 b# {6 ?' {; |
    0 P# ^( Q9 q7 q2 I3 B9 l
    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
    ( G2 |  F3 b" Q; Vpwm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 ...
    ; K" Q" W3 M% m: |# s0 ^
    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' u, r( S( M. k9 a7 T* a# v
    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 ...
    1 V! ?: r: l9 L3 g
    拍脑瓜,拍大腿~~~~
    4 @6 e% _  s6 d3 G- t$ ^  y6 l3 }) O
    8 B9 d" B7 `3 @: }, \% S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 " G8 J/ l4 s- m) ]
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    7 _) M+ k* D) ^! @2 Q1 @& g4 Z$ 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 ...
    & L3 S- w7 `4 Y

    . S; A( R8 s) o9 p: n( Z2 p( e晨大,不太对吧?5 @+ y; V" E" Q, e
    . E5 m+ |5 }# U4 M: E& L: F' }" 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。/ D* X. C5 H/ T; t' Z' U
      \, s( L& M9 j) g- `
    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 00:041 t7 I0 L2 V8 _& t4 r
    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( ...
    , ~1 B; J5 r) m" Y: O
    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 , }1 o! ~6 p+ \! z# f7 I) Y
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36, G0 D- |5 P( b/ D! ~
    晨大,不太对吧?- X8 [; [1 c5 Q! v! W

    4 N9 H8 P# P5 t1 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 ...

    ' m5 C9 Q1 |& \$ n; K* d7 |6 y8 |
    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。0 u. r5 D0 i0 \2 G3 \" I* \0 i
    , d6 F& M6 W1 O9 r  t  O+ e
    连续线性系统的向量通式为6 Q3 o* s! c  x7 g& n. b8 N
    X_dot=AX+BU, v/ Y# h* ~- A$ w0 f
    Y=CX$ L' x  b! N( k7 ^+ L
    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。1 |) @8 S7 q) e6 [
    6 s: k" g1 W( h" d5 r& _
    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。  t1 Q  E9 L' a4 {* D! h

    , M; }; g1 |  J8 J$ \/ j! u0 O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
    & K% Q5 H) B" y( k+ L) F0 z, R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 ...

    ; O' Z: J, w. _- w& m* ]( Y看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    ' _, F$ u% j9 M* S6 N# h- n4 l$ F
    : e; h! I5 |, I; A( K5 O' b# i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, ?6 Y6 D; e# i: s
    有控制专业的来说啦。& Q/ d' W- r# Y0 d5 [' a! P

    % S: b' q4 Z9 S( M( X) O5 O4 u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 ...
    6 \" m& T, K" Z0 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。
    4 T4 E+ J! v8 @! p0 z2 z' v5 C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。; {4 S# l" q7 k7 ]/ m: w
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    " m( I- _' |! I" b& D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
    ; H8 h9 R: U; t& Z* N0 h看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。5 l4 C6 H6 g5 r. R8 P

    / T  c5 m; i: l+ K- i对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    6 v; s; _- T3 H# Z% Q9 [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 t4 j5 _- z3 ?( @7 F9 @0 k( `
    % y: \( A* O  Z0 Q( k0 [2 A9 \; h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。
    $ `( {2 c! C3 T3 @' s$ \4 I, ^: x5 o8 p1 u
    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: X1 L3 j" r& j4 b. c, w  T
    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。
    * x8 Q: l2 h' k2 q1 N不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    & S" i( `2 e3 e  B) t, 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!这个唬人程度超出我的想象了
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    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. t. D* n: \5 L! 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。; ^) V  ]  z! M5 G

    # b: P( d# w- `/ x比如装置的体积略微大一点 ...

    ; u" W: t/ E$ I4 v. x4 G! Z: z6 E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
    ' x1 _( m+ M$ O" E+ I: @: z  x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 ...

    7 n6 \0 Y" Y/ n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
    * ^' W# |; T3 a9 `7 E9 x' ~. G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 ...

    2 c1 w/ J+ o( [' O5 ~* J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
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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
    / b$ t% w; ^9 f& L$ ]看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。

    2 ~, x  w/ ]) d* g哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
      U& e* r9 p9 L. Q2 t5 E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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