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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
& u6 X/ F# Q* L2 y6 g, e0 [5 N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。" ]# I9 E3 p3 m- X6 ?
, h" G5 W& L7 w( W, N2 S) |, r& y
比如装置的体积略微大一点 ...
; [* V. P- X4 Q. L
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

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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
    " S* v; [! t; {* {4 o7 ]2 w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 o0 H- P$ Y/ x$ ?4 W( v) f6 w# @
    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。
    % W4 `3 {( p( D3 t5 h- P! O! P, I7 V, g  C+ Q% Z4 ]
    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。
    - T2 k" ]( m2 _' G# I: y# o! R: M  I; z) O- @9 ~
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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 09:075 ]; K. B$ {/ k3 g7 R
    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 ...

    . k9 r2 C  l: e3 A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 23:502 ^6 Q: O* W0 _$ w
    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。 ...

    9 `; w( k! f% z5 M8 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
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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
    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
    * q3 J4 I2 I; r5 i' F/ N3 Y' T多谢。成本呢？哪个高一些？" ^* v( D" p" t* E/ ]7 J
    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 |7 b3 ]$ Z* O ...

    . V+ f0 j+ \- t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

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    [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

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    [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 o- L& P, I- D3 V! X6 p& N
    2 p( j+ g! r. a4 I/ {1 x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 11:573 q& x) x1 m6 F1 A
    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 ...
    / e' E/ q1 o9 e
    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

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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
    3 |; t$ D4 |/ h4 ?9 M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 ...

    ; m! G9 i7 x7 ~% P) w% ?$ E拍脑瓜，拍大腿～～～～
    % ^4 H& }/ U3 r) n
    $ \6 ?: z# _% k' `$ a4 B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 . \% K% O) B* \' b; a4 }7 ]
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    + B7 g: K/ J# f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 ...

    9 v3 H5 S! Z# d( y: S
    8 B$ R$ c% E+ y- e晨大，不太对吧？! z0 b* H5 M9 |, H' e  _( F" n

    ) S; R0 K, y9 B% m3 J2 Z1 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。
    6 w8 A3 k6 R5 O6 R+ r9 l/ }
    5 z$ S" Q9 G2 ^& s6 u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
    2025-12-24 06:16

    • 签到天数: 1995 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
    ) Y* N- m7 T" RPID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（ ...

    ) Y# {' S6 ~% l  |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
    - w( @  [+ B7 s) X
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    1 z# z! K# A. {3 h  U3 _: Y晨大，不太对吧？+ [  c  {2 \8 p& Y5 K
    , m: ?+ G5 i8 Y
    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 ...

    / H- b: K, W4 H# b
    * J% }- F# |1 G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。7 J' H" @3 O3 x( F

    / v' |8 f, X  y3 x! k连续线性系统的向量通式为
    5 M/ Q2 g6 w+ s) v: \X_dot=AX+BU  U  V0 w; ^0 V# ]: f! L8 T
    Y=CX
    - F& o1 K+ E. 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。" q0 o) Q$ g( c" N6 t6 g' |
    - w& z1 q. i, `7 r. U* Q
    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。6 A6 N0 \6 b5 t4 [
    ( L: T: ?! ]: a7 r" n! x" d: m9 W
    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
    / A$ r2 a" h5 X% i2 P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 ...
    % i7 r' Z) ~4 H7 {
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    " @8 h8 [/ i! l- C. E8 }+ v. l5 Y1 `" e6 k) `5 S
    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
    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 19:589 F( t, g' ^" U! e$ v
    有控制专业的来说啦。
    - ^( X( o" W) U  ?
    : T% a4 u: n" w5 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 ...
    4 A. n7 r; w3 _  x6 z
    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。* F1 Q- d& M0 H* K
    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% M5 H4 H* |# u( U
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。
    ) c. e! E/ O2 `0 g+ a
    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

    • 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 11:503 \  @: ^( {9 v
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。4 W7 e- J& @% |' `# v3 @' ~

    ' H( f8 O# Z/ ~% b  c8 }2 X对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    4 q9 i: G6 E5 l+ N$ |1 B5 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。
    7 c  R4 ^0 q( ~9 ?- `6 F& `' j( i1 \1 m  n/ Q; i
    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。& X& c/ }( c7 E- B- n- y
    ' U" z2 X* n& |* W
    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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    [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* n  l; q! y2 X) y3 d6 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。
    2 x) f/ q! G" w( A不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

    , N3 S( o9 a: E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
    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' u! t7 E& R, O9 R7 u. l0 Z
    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。
    4 N6 o. r- G7 I) a5 I" Q& N2 g5 k* @2 E, ]( X
    比如装置的体积略微大一点 ...

    - O4 Y8 o0 T0 R' @6 Y# c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
    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 12:135 P0 ]' U* d  w7 o7 {
    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 ...
    9 k$ ~0 r$ a- G! y( @) d" s5 S
    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

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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 12:299 B: A6 x: R8 x& C6 J' ~; [' c
    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 ...

    ) s' ~) c4 ]" R/ A# C# 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。
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    四处乱晃
  • 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 12:405 P1 q) l/ l4 ~& w1 Z0 _
    看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。
    ; I7 f9 A8 u6 r' u1 D
    哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。
    6 T. R8 O: n4 K( m2 o; A% h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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