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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
; \( e$ L2 a5 E3 N4 m  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 a* M0 K9 q$ g
1 j; j) I0 r& ?, |比如装置的体积略微大一点 ...

0 y% u( C8 o; z; C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
    , l7 q/ h0 F& \7 t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 ...

    5 [4 h% n- o2 [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。8 \  Y) E# t4 u0 s

    . p* ^7 M5 w2 M! @7 |; b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。# x1 j& F8 [/ M

    , G: B8 x* H; u

    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
    / q$ m/ A4 H( b1000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 ...
    + J0 \7 z0 Y6 W: B
    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 23:50
    # a6 U# d2 N& n- V2 xPWM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。 ...
    $ A$ y, I4 C. ^% [
    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
    * t4 @5 b$ A' l/ L/ l" A$ ~多谢。成本呢?哪个高一些?
    9 i5 w1 Q& V7 X9 p: [: `! f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。; E* Y2 g. H* z" ?: p$ k& i
    ...

    5 o3 l) x- U1 B  `/ o4 ^- 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
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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。
  • 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。
    9 s  u( q& q  y, t6 j2 G* V7 N/ N/ l- q
    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
    " T  q; x. c3 j' Fpwm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 ...
    + \! m3 B) }; W9 X2 h2 v6 U2 Z
    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
    ) E# k4 k% p" 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 ...

    + I) k  N! P! H5 Z拍脑瓜,拍大腿~~~~, j, E" Z. v' _5 o% `

    9 S$ O! M; @) q& @2 U6 G- D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 2 v: [/ h( h! N* h9 a
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    ( ^) {' g+ K0 _* k+ d2 x0 I% e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 ...

    / c+ f2 Y, E. L4 K: f- i
    1 G" [1 |- t4 M& G' v* ^, t晨大,不太对吧?. A. c) o: d  [1 C3 c4 k+ _. K
    6 c$ J) D0 \- z3 y* Z3 w) T; ^6 _
    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。
    + D7 H9 m- B3 [. [# [6 ?' U9 R5 U9 f! U: Y  ^1 \
    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
    慵懒
    5 天前
  • 签到天数: 2028 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- U( s( Y: C/ `! o& `5 v
    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( ...
    . W6 A$ I/ ^7 N6 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。

    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 : ~- X7 j8 u% a( A& z1 t9 w+ J
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36/ _8 U9 E: s# N2 J! V4 {
    晨大,不太对吧?
    : W; b9 R) `  J/ A* i  w+ E' D& w6 h; ]% Y0 \7 Z( I8 A
    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 ...
    $ N1 G, E# Z8 S" U7 `

    # ?+ z( X' G5 ?$ |( `4 m; A! X# T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。
    ; E- R0 U( W  c" a, m. v
    6 x5 }- T- C: P/ o8 _7 S$ ?连续线性系统的向量通式为) V, e9 Z/ z& ~& P0 e7 a+ T
    X_dot=AX+BU
    ( H$ P. _0 Q1 t- UY=CX& B$ G% A$ W: L  l+ g+ \
    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。) c1 x" b8 Z% y! H; X+ w

    3 G8 ~7 M) s+ H: T/ j$ z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。
    9 B0 p) L7 o5 k1 `( k
    2 l8 t  t. l1 a$ J% x& s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
    0 w$ ^4 x+ W, Z+ e# T# K2 V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 ...
    - C1 f4 ]% A" L$ m$ f
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    0 L, @( `' z; T; _4 @9 S; \  x7 d  k
    8 S& r2 Y5 C  e, H& M- C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
    慵懒
    5 天前
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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% h3 e6 P4 y! r6 e) c3 ?
    有控制专业的来说啦。
    3 E5 N/ q- U" V1 o% j2 U4 N! n, u
    8 S8 B$ Q+ n1 c* {+ p5 B2 ~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 ...

    0 t( u. j4 p' N' l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。; S4 D* h1 M. M- Y9 f  V, l# l+ U
    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。
    0 x$ I- F0 {: u8 Y% X/ q# I
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    : W' d* s+ l% q  B0 t3 v' l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
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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; @0 d* L+ b3 h$ z8 l
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。' |% U  W8 a  y( U5 w/ Z: W* T

    3 ^, P" ~) j) Y$ a对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    3 E. m$ \- T; x3 j0 p; `9 v
    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。
    , N+ J" L' M! f* z0 G8 x/ L0 @  W3 t
    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。
    # z% B& {6 M9 P5 p8 Q! e0 i, M) Z+ B. o+ t( s& ~7 n6 e4 z
    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$ ~9 f% {* Z+ f; u+ q
    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。7 \( m1 {. a4 t# L
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    " g+ L( E. J/ l
    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
    慵懒
    5 天前
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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
    5 s4 N! e2 r0 v; @, O* {( Q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。0 Z$ u3 V9 ^* G2 \6 [

    : O1 r9 l; X9 U1 F- m比如装置的体积略微大一点 ...
    $ r+ M* o( C5 ]+ r$ H  S) v
    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
    慵懒
    5 天前
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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 12:134 ], w3 z, S9 k- v/ Y* Z+ 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 ...
    ! r6 j( D: X4 l
    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
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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 12:29
    5 M3 q; A5 o7 P- q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 ...
    0 e. q0 Y; b$ Z+ _
    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
    慵懒
    5 天前
  • 签到天数: 2028 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 12:404 R5 x7 D+ S/ H: _, q6 }
    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 i* h6 S$ p' j) Q+ Z2 ~3 H$ A" e( `哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。" R  H% t! w7 J
    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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