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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
7 a! z+ u2 l$ N6 W8 H6 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。
& C1 f- F7 B$ z: l: f
9 L1 k. l0 f9 P, a. z. V+ I2 k  o8 N比如装置的体积略微大一点 ...

- `1 [. ^9 R" [+ D; i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
  • 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: U$ ^$ p7 f) `+ 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 ...
    / n' ]" b/ ?( Q* C# K" 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,毕竟成功的例子太少。
    # b: A: D$ ?- Y% m( Q8 d7 P
    $ O7 z0 N1 `- a- U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。
    ( h. ^9 k- G4 }1 I7 `  G
    . K  ~0 U  T$ l1 F3 o/ a

    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  I5 P5 T: n! _+ K/ A
    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 ...

    , J4 R! i( |* y4 f) n4 S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 23:506 K; h/ [+ c; |
    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. J% p% p9 O0 u" y
    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& L' v# f6 N3 }" c+ k, D' M4 H
    多谢。成本呢?哪个高一些?0 b% g0 i/ C/ P6 p( Z
    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。' h: O8 X- t4 T! \) K+ F
    ...

    4 A8 L3 z: c0 @) N" D& W; Y! F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。6 r( [) p. W# ]+ d
    * q3 p, ?. m. g. z) ~
    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
    * q5 i1 o! a: i  i0 e: upwm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 ...
    " H! [) S% {8 T! k: T
    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
    + q2 j4 J4 @0 Q+ P9 I( z: ]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 ...
    : L4 _0 L4 j1 P+ a$ D
    拍脑瓜,拍大腿~~~~4 H' j# n% v( ]

    ! v( e8 a3 o/ _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 % A/ S5 Z' N# ~9 Q( ^
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54; G% h  C. J8 H: O) ]7 A
    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 ...

    % }/ R: A: e% s* [
    4 @8 i9 N8 z/ Y& }/ s+ m晨大,不太对吧?
      i2 ^7 b! B% @8 U7 X; q, E$ S- T! g& k4 e( |
    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。
    ) w: n# Q' q7 ?* e$ B$ z3 x- W4 F" H; O
    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
    2026-3-18 06:33
  • 签到天数: 1999 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
    , }* G% [7 _) O0 U. WPID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( ...
    ' B6 z5 b* U5 _3 Y4 G" e
    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 o. a4 D! J, Q0 d* m4 R  e
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36( Y! Q  O* b# R7 o, r/ p
    晨大,不太对吧?& f1 o, F1 O1 s1 g

    ) D% r" N) U7 |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 ...

    ) J' Z% l1 R, E9 \5 h: k4 i. Q6 ^5 d# Q& V9 N/ e, i
    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 w; y+ @; R. ?8 t( q
    5 y9 i* j' t- F9 X/ d6 W9 l: Z连续线性系统的向量通式为0 H% }' r, h4 b' }, P
    X_dot=AX+BU
    & p. t* W  z3 |6 }+ n$ MY=CX, f/ d6 m5 }3 C- T: q( N# r) V
    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。
    8 L2 x1 s* X. a/ E/ e/ V4 e4 |$ \% G$ T
    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。
    - c2 q6 p5 Z; K9 r& O) s; a- B+ |1 {$ R; C* A8 j
    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 11:146 B1 K( [( M8 b' H8 {- Y9 K9 I6 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 ...
    6 \0 I" U8 U, j2 c
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。- c" }2 y$ D# q7 R0 z& z* Z

      A3 N0 B, a1 L2 D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
    2026-3-18 06:33
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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' G( {/ a4 y- T4 M/ L0 P& Y4 R2 z
    有控制专业的来说啦。
    " v. S. ^. B/ q: _, S* t
    ) _  R" ?% c1 e! N, P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 ...

    ( J' m" m+ y3 G9 D1 I) A  i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# j) Z& S: C5 c3 n( H8 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。
    7 i' h$ m9 A4 a- C) C
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    3 E- N& U7 |- d( e2 d8 ?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
  • 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 11:502 X  ]. C  }( @: S% b1 y6 Q
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。2 ~6 _* P: }) I7 N" \/ e% f3 p
    6 q7 j6 C. Y) P2 d) y
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    0 k* Q) m- j- X5 @( ~) ?
    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 \2 I$ f7 z4 z2 d) x

    " c( O% C+ G, X8 |  h+ Z% C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。' p; E( t, Z6 E/ B% J% c: l; o
    ) u* d5 Q4 \( a- F: B
    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% k" i1 n/ R. V; _6 @2 A- 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。$ y9 B3 }) X$ x
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    & c( l' Q+ o. |, l+ @6 t5 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
  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-3-18 06:33
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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
    2 g7 `* G" L5 K" q# I! p% 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。
    & m6 T6 [6 C5 t, C4 ^% E2 j* x/ }
    4 V  T. U4 F- e3 K( P4 O比如装置的体积略微大一点 ...
    ( j) v: X! {7 i3 Q% }
    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
    2026-3-18 06:33
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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
    0 Q1 Q% u# l8 b4 `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 ...
    ! u$ N! m! f% l* P6 t1 m
    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
  • 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
    ; g/ b+ @; ?6 K$ E/ e7 a. y" 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 ...

    * F0 V# |. v  r$ C, y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
    2026-3-18 06:33
  • 签到天数: 1999 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$ ^# Z6 t) k3 ?3 ?( z! 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。
    ; ?3 q3 `0 N9 l( s
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。0 P5 x& L5 S; u: L6 m' Y  @  \
    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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