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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
5 S2 v3 R, S! T  p* S6 b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。
7 x) w  n! Y4 m9 e; M$ J$ c/ |3 Q; A4 ?" b7 N
比如装置的体积略微大一点 ...
) w, Y9 l. A7 M, z* D. P/ Z
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

    • 签到天数: 2488 天

    [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
    ; O  ]; s! g+ u. Y2 z4 U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 ...

    1 y3 u1 U/ ~3 @; a: l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。/ u( n! g2 q0 p; f% c

    ; X' T+ l5 E, ]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。
    1 R. m/ u9 `  M7 |7 x
    # k/ t' W! S  J
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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
    ; G+ w# q+ Y6 Y% j& 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 ...
    : p: B8 {8 @# {! ^* k6 o
    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/ S" H* a( A2 y, q3 ~
    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。 ...

    $ V+ N& v* C' E& ]1 Mpwm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

    • 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
    ' S$ g$ o# y  y  Q多谢。成本呢？哪个高一些？4 Z+ d0 a0 e- F, k& [5 g# O
    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。
    & f6 S" Y3 S$ o8 m+ K ...

    ' J! @0 _" R- [  k& u9 P2 a2 P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

    • 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。
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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。5 f( T4 H" D% u7 w3 A

    9 A5 g5 L4 }) i. g8 e: ~$ P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
    5 w5 n- P& v4 y) Z) K. Jpwm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 ...

    : l- o, _# m* s: U6 g9 b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. p( H( u! o/ \" F  t
    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 M5 U8 e+ o4 M- j3 K) h! c! D
    拍脑瓜，拍大腿～～～～
    $ z0 ?3 Y$ V: E- O9 S% W9 L) v# |
    & _3 O* j/ o6 G; T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 + @" \9 Y% R) |; _9 ~2 O) ~4 R
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54& W8 E8 c: q- C/ ]% Z
    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 ...
    ( N/ E! b0 [* l$ L
    6 Z: T' d4 v: g0 u0 X
    晨大，不太对吧？/ w, `1 V/ R1 ]$ c! D
    ! b. f% E; [$ K) S& l7 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。  I) z) ?3 I1 L; a& k4 t

    & ~" m# l3 I" K* r( N5 X  M6 T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
    奋斗
    前天 04:39

    • 签到天数: 2006 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: M; a3 G' S* O- A
    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（ ...
    2 z2 v; ?4 ~. \+ f
    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
    & D: x+ D/ j% o2 K, R& j
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:361 W, l$ R8 b( S
    晨大，不太对吧？
    , z% a# N$ S5 ]5 Y- ~; b* G. q2 @6 u0 O; T
    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 ...

    " i1 u1 s* p+ a/ I; [: a4 f+ O6 Q7 G3 F+ R& Q4 ?, e. H
    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。
    8 l) C8 |/ r" j* B, `  w/ h5 O+ @- y8 d9 X1 E. R% m; J
    连续线性系统的向量通式为
    ) @+ T4 l1 d" c( h5 J2 MX_dot=AX+BU5 H% n8 o5 U$ h: J8 L, E
    Y=CX
    5 Z4 R; z/ L9 \$ ?% \2 SX_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。
    / B& ^3 P/ p! r& _# _2 w' e0 a8 x* f# X) y
    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。1 L3 q# b+ G; G6 c# J
    , x1 Q: J, j$ p7 E/ v0 U3 v
    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 11:14
    * Z' z) G9 D  m3 F; ?0 A9 X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 ...

    " {9 O3 g8 B' g; h) o2 [% T1 s看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。- ~5 y/ G! j0 ~5 J2 g
    1 T2 A$ A0 u2 K# {8 s) h; Z) T
    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
  • TA的每日心情
    奋斗
    前天 04:39

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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
      e( m0 P. |9 T( h! K3 L# g9 H0 E有控制专业的来说啦。) l# B4 v8 n. l2 F6 \. x4 l

    5 p+ A' T" \1 f5 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 ...
    ; O9 o4 D0 t( n6 V5 Z$ U7 b8 {
    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。+ s( k+ [3 N* m3 n
    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。& U' N$ s! U% X2 e1 a' I
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。

    6 U9 `3 j; ], }5 ~" ]6 A) G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
  • 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
    / w5 k- C$ O8 B; Z& _看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。+ o9 B$ V$ w6 c  u  Z8 A6 }
    - Q& E0 G( L% V$ H; _
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    8 i, Q5 Q- P0 K! M- B* e6 Q) D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。- @0 w. L  i1 t$ o1 O  t& }
    4 g6 }7 a) ]/ j; Y8 p: ?8 j  R% k
    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+ U- e1 r: d( y0 l+ ]+ ]- _. j+ C7 R* \4 i
    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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    开心
    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 12:051 B$ E4 [9 ?$ z4 w
    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。) u5 A( U' Z  R
    不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

    % ^1 U+ l" r/ O; Y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
  • TA的每日心情
    奋斗
    前天 04:39

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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 22:199 ]4 \5 K) R. Z0 f' U* l
    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。
    & }5 B, B5 W, P- v* g. z0 y1 [( w( t  {! R1 n# s2 Q4 o
    比如装置的体积略微大一点 ...
    - p4 `2 e/ h! d8 q: \& ]- p
    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
  • TA的每日心情
    奋斗
    前天 04:39

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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( Z; d7 K  I( k" a' k
    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 ...
    6 c0 S+ Y% Z. V& Z  @( Z" 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
  • 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. `5 s& j3 F$ \- |5 p( 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 ...
    + i" `2 {9 k/ Y; B$ A
    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
    奋斗
    前天 04:39

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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
    $ H* T) o/ S' B3 T* ^. X! m3 E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 r* M' R. m7 D哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。, |( r4 k% l; v" a6 M& F9 x7 P
    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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