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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
8 b" P) Q& r0 X+ y* d9 r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。1 ~) \9 M- }" L$ A; k" N

) t7 I6 Y; U- ]2 `% o$ H比如装置的体积略微大一点 ...
8 I$ h( z& {3 ^$ W% h4 j
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" m5 ?1 j  _, \1 i$ N
    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 ...

    " d1 p$ S) x4 [5 \% c1 [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。. I7 }; b$ n2 w+ m7 d/ ^
    8 T7 i5 f& |! \- j
    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。% `0 ]5 ^; V( p) i" l& d
    " x9 J& B9 J9 g' w5 d: M4 K
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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  L9 G  N/ B2 y- d6 }( `! r& i
    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 ...

    9 h/ p+ o; U' ~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  F. _, Q7 ?2 c  S
    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。 ...
    " j3 q1 X9 J+ u/ c) R
    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
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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
    1 u* f! O3 B  u3 t多谢。成本呢？哪个高一些？) M6 h' A2 T) g; o# n: [
    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。
    ' X+ t$ e3 a$ A  v3 O ...

    , A3 X9 l  R) v! m$ i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。
    # H9 C# W3 i4 r0 \' Z$ E" w; z! F
    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 11:574 @4 w, u7 ~( w* W( a9 ]
    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 ...

    . K% J3 w5 Y' n7 L* J: X% ^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- O6 ]6 d( l! n. q3 B4 m4 d' 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 ...

    - k% m- N) g) O3 J1 H拍脑瓜，拍大腿～～～～
    , [% r/ I; h/ k, t  G" W- B: o$ i( K; i6 W- C0 @& e
    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
    8 t6 j) p6 b5 T8 i# ]
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54/ |6 _+ P% y( g4 R$ _
    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 ...

    , O6 x1 I+ i& G. z0 a0 J- v4 V, S) o) x; W! S# I" v& f* g
    晨大，不太对吧？
    0 c' {6 T5 u; x: [) }* x8 _0 R/ i- j- G, T8 g6 V/ i- s! 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。/ v/ h5 o% P/ n* h' E! ^0 U5 s

    % @- t% h/ h& h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
    2025-4-4 04:08

    • 签到天数: 1914 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
      o2 `8 _& l+ K7 u) p2 ~, N8 |  {: lPID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（ ...
    ' u0 y9 j6 i: t2 r7 `1 m
    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
    ) m3 c8 H0 S7 g) J" F7 y0 ^# Q- R
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    + n% {. V& \7 R  t晨大，不太对吧？$ p4 v1 J4 K5 W: c* h2 a) D: T1 w- n
    & b' V) z  ]+ S# P* F3 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 ...
    4 n6 O: V! m& K; D) n3 s

    8 x& G% z7 ]% v' R! e8 L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。" r6 D0 }2 A3 u  \9 M

    * H) C+ H# z3 m- b2 Q' Z( x连续线性系统的向量通式为9 K+ t8 Y3 {: N
    X_dot=AX+BU0 N% e; [* n# u0 ^6 J1 b5 i& t( U
    Y=CX: Z( g0 i$ f$ e1 y5 V, V! d
    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。
    + G. w; h2 B. l0 N# K
    . [0 l6 e) k1 R/ G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。0 Y" g5 R6 M9 Z& ]
    6 V" M1 o! v  D
    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
    0 k7 l+ |( ]2 e4 E9 q3 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 ...
    0 p* H! h. E; G% ~
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。" ?! q1 k  G5 |1 y  x1 J& z9 ?  N, w
    5 y' s6 k# I. Y7 ^6 y$ |- ~9 W# X
    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
    2025-4-4 04:08

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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
    3 {* O. g* \0 ~! z2 n, l有控制专业的来说啦。
    # f. w5 W5 g/ H
    ) o/ A! c9 Q2 I; j* [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 ...
    : K" C# x+ r: \3 V  W+ }
    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 n, J( }; ]* j; Y6 X$ I3 y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。. C  ?7 K4 D1 ]  {* E) E
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。
    ' n" d, P$ `' l; h7 [* P
    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

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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 E7 U  x$ v2 k看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    & h6 a9 l1 M( r( L. ^$ T4 ^1 R5 R9 r' P
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    9 q/ h; O0 ?8 M, I- j! K) s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。
    # d7 y" n/ A5 h! p
    ! S: Y9 N/ w0 P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. O1 ]! V( |8 _( e- q9 J
    $ e9 f$ R! X/ s; 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。
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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

    36#
    发表于 2015-2-8 12:13:15 | 只看该作者
    Sichuluanhuang 发表于 2015-2-8 12:05
    , D* e4 B$ J* d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。$ ]9 X: ]" Z: P' Y
    不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

    5 w* z# Z7 q- r3 P4 I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
    2025-4-4 04:08

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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. N/ Q" X6 |" L' e) L/ l8 s
    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。
    1 K0 G: V4 R  ~9 H# j$ O' M4 _" J% f" E
    比如装置的体积略微大一点 ...
    - h; I% Q2 U; o1 s7 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。
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    奋斗
    2025-4-4 04:08

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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
    $ M* D- n& Q6 b; Z  o2 s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 ...

    1 \+ c6 Y' ?% ?& f( Q0 ^+ {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 12:29; G) [: j  A: L6 ^3 W( 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 ...

    0 O: u# E: Q  a" D  Y4 s8 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。
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    奋斗
    2025-4-4 04:08

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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 12:40, x2 c$ t( K7 u9 _+ z$ u
    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 t) L6 t- e, c0 O3 A哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。
    : X4 ~8 y7 s" ]8 R6 |" a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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