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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# W. ^, e8 I; w* [2 n# K0 c, V
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' j; U' r0 v( W
& B. t1 I$ U8 z. A6 Q
比如装置的体积略微大一点 ...
- X; v2 b9 j2 N# _5 p( Q: ~: X
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
    $ m( e5 x' x& C9 M5 d; O- o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 ...
    ; v9 b* X  @1 Z( k, M3 `
    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。" Q& D7 U/ r  ]5 ~! h

    2 _# k; z- V$ q9 w9 O( h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。# @. e2 z' W3 I6 q" Z

    2 B4 i0 ?$ Q+ E( E$ `
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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
    $ z5 }5 [" Q9 }; w, Y# L% p1000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 ...
    * x& R& L2 S3 c$ l# V- z- S' |% G
    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: P6 n# `  b! l( ]! B0 w' Z, n
    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。 ...

    2 |9 s8 U# M% c( Wpwm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
      U; r' F1 i: A  n5 m多谢。成本呢？哪个高一些？
    ( i# e0 O1 R* \2 ~1 U" e8 M  j7 [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。. z  K( R9 s9 ^6 R9 y1 q2 s
    ...

    " N. G0 c5 X. d! }, n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。7 z+ l. S$ w) G! f9 e1 d
    2 X4 g! F4 V. ?' F) E( Y, }
    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 j& `3 D- ~- Y, {5 B. |9 Dpwm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 ...

    * Z% v  Q8 G8 Q, K3 T" K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
    6 C* F% Y! z# f: E, e1 F' K, `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 ...

    - u8 L+ t# h8 W7 I0 A拍脑瓜，拍大腿～～～～; A+ p( M8 `# w

    ) s+ z# {# ^0 M2 n- G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
    # F( w. i: @5 U; U+ Y! O# H
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54$ q: m9 v8 G' U" u! [
    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 ...
    % L$ ^. Y9 m  d! C/ x0 ~' k! [- Z
    2 g' f$ G% m4 M+ F
    晨大，不太对吧？
    # r. i  {: q  K- S) p; Z7 ^% h- |6 P0 Q* _1 [
    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。' e4 K/ u" ]  w. c: |

    5 }! d3 X" Q% O5 Z  F7 l& r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
    怒
    8 小时前

    • 签到天数: 2008 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
    / @2 i0 Y+ Z+ b4 b" NPID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（ ...
      q9 K8 n+ r: o0 v, t8 i( u
    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 + s! {5 c* s  s8 e) Q
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    ; U: ]# K! L2 @! L晨大，不太对吧？6 P) d$ G# K. r6 F% l9 T

    8 n" w6 d" R* K5 ?! q, n9 Z$ Q  Z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 ...

    ; I9 h7 A' ]* h- G. Y, J: v* H8 h8 l1 C! T3 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。
    ! l5 @! I1 }& m5 ~( ^8 j# D4 M; `4 I$ V9 j: \# K  K
    连续线性系统的向量通式为' {  b1 T5 O: _/ J  C1 Q2 s
    X_dot=AX+BU0 l1 Y) K$ X# I- g/ R  j
    Y=CX
    9 B# ^# A7 G) C7 v# X5 HX_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. |8 |( m& D% C6 g" p
      C  a0 {! [/ P! u/ `' d
    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。
    . f8 |; _- o7 c% q, i6 }" J8 I
    + ]( ]" c  Q2 Q& T+ g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% ^% r* O5 b" x  y  B8 N
    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 ...

    , P2 Q7 \5 ~# B看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。6 t8 |% }0 u8 T) E0 o' H

    ; I% o) j- M+ p0 v  M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
    怒
    8 小时前

    • 签到天数: 2008 天

    [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* P) h& ]4 w9 h0 H0 l
    有控制专业的来说啦。$ |3 @* i$ }: P& f  j

    ( c; ]7 g" }5 V/ s- C9 ?8 f1 G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 ...

    9 N" k4 V! ~+ `3 G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。
    * ~" `# M5 t7 @3 Y# x# c5 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。# G4 A% C" y/ }6 X/ G8 H- o* O  R
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。

    0 b0 s! u3 Y" X; ?# x5 A3 [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 11:50
    3 t8 F8 z. @) y, T, Q' J2 V! T看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    ! t4 b( e6 X8 l" y- u; R) e; a+ r$ M* |: F0 t" q
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    5 K8 u# X" D- e% V" n: 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。8 M( W0 S/ O" g4 [) f

    ; G$ K8 M+ a# U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$ R( v- U2 v3 ^9 Q5 S

    ( s/ `& R/ e: t; k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
  • 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 12:056 u  V$ x+ A0 W0 p
    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。, d1 V: e% {8 G  l9 u: _
    不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

    " S* C5 A* y: g0 _8 [4 V5 k' ?' e3 t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
    怒
    8 小时前

    • 签到天数: 2008 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
    ( F7 V: u, v' p2 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。9 A  A1 ?0 E- p* |
    - Q) w, R( L. z# X8 n
    比如装置的体积略微大一点 ...
    & |% i4 r, M6 G! K$ Y2 D
    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
    怒
    8 小时前

    • 签到天数: 2008 天

    [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& A( R% y) b$ M' O
    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 ...
    3 f- O# w; q* J) ]* u4 u+ ~
    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 12:295 z* S0 M/ T- 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 ...
    7 O' w8 A$ f  _4 |) o
    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
    怒
    8 小时前

    • 签到天数: 2008 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
    7 R; x9 @0 b& r9 e, v# I看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。
    ! b) G& C9 @, Z, f. e% w
    哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。: Y# ~% C5 X& w* c6 v* M
    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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