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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" O" @5 X( F0 B/ _6 I, ]
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。# _& q% E0 C4 D( X- Z
9 R! G) Q2 H: q' S: {
比如装置的体积略微大一点 ...
8 {4 e* i- Z+ {& z4 T0 d3 b
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# O2 I3 U/ `: b; \+ D
    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 ...

    ! t7 i- [4 C* g( E# G! `. ?8 n# B+ ]; J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。
    6 f( {3 u( N) ^3 Q! m7 p! Y  |
    % Z- x  s: K3 ^" t2 N0 ?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。
    " {3 g8 m# P0 S
    # q6 b- V# {2 c# k. L5 r) G5 \, `

    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
    ' L1 [& P- R6 u1 ]1 `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 ...

    # F6 J3 _: {( t7 a9 m% s7 K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 23:505 {& w; ~, p- e3 J
    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。 ...
    : z& u5 C$ t* w( b3 v
    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) r% g4 ?# _) H- z% H: A7 x
    多谢。成本呢?哪个高一些?( |( ]# A; c' g0 D: X$ Z, f& g
    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。
    3 r" R6 J  {- S: N# m# L/ A/ ` ...

    % c& Z2 Y* y& [3 _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。5 r; k1 O) J/ u, W+ `( m. q, j
    , o; [/ G# n# E! q4 s/ N" E
    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
    # L9 m. B& h) f1 G, F" b, Qpwm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 ...
    ' M0 L7 A2 R4 T, D% ~3 o9 W
    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 |) g# |, R. k# W7 O2 ~* C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 ...

    ! n# ~& d; ~- S# `& g( N# @拍脑瓜,拍大腿~~~~9 R+ g/ \: f6 `/ a9 ?! g. C: [

    - ~' W, x8 e- o1 K8 Y" F# b  [0 ?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
    5 x$ S+ X1 K& ]7 G5 y% g
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    ' c7 w7 d% Y+ e, E  G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 ...

    - ~, d7 b! p: W: n1 J
    ; p4 x, \* Q3 ^) z& n. ?晨大,不太对吧?
    ; y. b* W" a$ d" p' B
    3 H0 C1 F$ \+ Q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。  ~2 Q7 N/ m: C% f
    ) u6 \6 j4 X, X: [6 V$ k
    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
    开心
    14 小时前
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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% d' j* M; P5 B/ x/ F
    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( ...
    0 |. n+ M, V2 k* O, @3 X; b
    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
    6 u; p4 e& R: o& U* x3 L# d. ?- Q
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    8 F% T) |" }3 U4 C晨大,不太对吧?% u- }2 E; X1 M) d

    , I3 }+ ?2 U+ Y6 a7 d! T* K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 ...

    ! P% R- T$ B/ o) d2 ~& T' o6 J% s( `8 u$ g  h, @. [& 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。
    ' n( \% f; i- Z  ~" E6 V6 R  Y$ Q- j' @* q: _
    连续线性系统的向量通式为( }- H& Z( v8 Y# h
    X_dot=AX+BU
    $ o( `( c% u8 X- l9 mY=CX
    & ]; b+ }/ w& U; {% V/ f5 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。
    , v6 U6 S  y, N( q- V; S  b' P" B
    . |7 x0 x! s* V  F: 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。3 \+ K) k3 G& O5 D! V+ [* }

      ?5 W8 d7 V* Z  w1 v% U+ m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! G( [8 N3 Y6 \' 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 syst ...
    3 c$ j, u! n" K: A' S# g% O
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。% c$ r( w/ f- [. A7 S' E3 E
    " F/ n5 |+ Z* ^
    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
    开心
    14 小时前
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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
    7 A% }4 ]% M3 Q6 M有控制专业的来说啦。
    ! p. w0 z1 x! W' Q. |9 [3 Z; X
    + M6 _" U- t/ a  Q+ m  }1 ^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 ...

    ) }# S; n7 h0 t1 J, 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。
    - ~, l/ T6 y( w  `6 d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。
    ! S3 t+ q/ A: w* ^# E1 e
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    / E0 J8 `" B$ b  T* P+ q
    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 11:50# s: j) d7 E" y" |
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    # |/ O7 @% l8 H5 \$ I8 Y+ g( y2 E+ F4 i% y5 C7 @9 w4 J
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    / I6 g" D- C) j
    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。
    ' b* b' ]( f5 R1 e6 v, }4 `4 L; s6 y: Z8 a; c# p7 b- W0 G
    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。. c6 G$ O) a) M) ~" q0 u! I: G; ^

    9 \. z8 x3 Y' w" h8 Q9 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/ m  ]2 F" ~/ e' _* \6 m3 z  D1 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。
    0 ]2 H/ d. L7 m6 `不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

    % f+ m+ V+ m5 E3 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!这个唬人程度超出我的想象了
  • TA的每日心情
    开心
    14 小时前
  • 签到天数: 2013 天

    [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; b6 Z9 A/ [+ N$ ]5 B0 R5 e2 i% \
    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。! T, v$ q0 Z- R" E; W9 Z! V
    1 m: M- `  m4 H/ p9 [
    比如装置的体积略微大一点 ...
    ! g6 Q" y" z9 L2 H$ g9 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
    开心
    14 小时前
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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
    5 d  O8 C/ ?0 A9 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 ...
    ( m  O! h3 Q  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。
  • 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
    : e  u0 B& @! [; ~+ _$ o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 ...
    1 V7 @& c8 y8 G7 [, j3 H: _$ _
    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
    开心
    14 小时前
  • 签到天数: 2013 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) c2 W) G- s9 b5 F
    看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。
    8 X* G- B/ l% }; W( {
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。) A. ^3 ^! C- G" w2 a0 z
    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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