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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
, a* L% e3 l% t7 ^0 p+ E- q0 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。
; F# f) d  Z, ^5 Z  s7 U
9 Y3 x! Y0 V8 x+ {/ l# M比如装置的体积略微大一点 ...

! @- V, m6 O$ B  ~3 v9 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
    : r: p4 n. u+ R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 ...

    # k7 Z; `4 `2 f' ?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。0 V3 c/ i6 z* X) m) Q; t6 ~( c

    & k# `) x: _* W& a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。- t: q' E& s) R$ u% Q- [2 V! t  l
    ; n3 I2 ?; r: Z
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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
    1 o  ^# u4 B9 |' J- }' M9 {2 b: w1000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 ...

    : t' H/ r0 G: M! 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$ l$ t- E& ?7 j! [! v" U' |
    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。 ...
    3 H# |0 O( G& @3 f3 S, ]7 g, C6 ], x
    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
    ; O$ z0 }/ h' F2 K: I% x多谢。成本呢？哪个高一些？* L/ ]& f# r) J3 f" x
    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。
    ( J: s4 u6 G5 r ...

    / Q9 _. s- e! d0 _. 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

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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。
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    qyangroo
  • TA的每日心情
    擦汗
    2023-2-28 12:05

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    [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。+ m$ q+ ]1 q; a, Z. W6 V% [

      X& C& A# B0 s; j- ?6 N1 f$ r& H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 [: k$ O) X/ B" \
    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 ...

    : J# G- Q) L1 H( t* l3 C0 N' R. H  R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

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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 00:136 O  Y: _8 C9 I/ D" Y9 H, ^
    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 ...

    + d' k) i5 W" C9 s# W" A" M拍脑瓜，拍大腿～～～～
    * P/ E, h, L& p1 O" u  Q
    ! J% i: \! Y# [4 K. i% j( h6 a/ \. L# 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
    ; d' _+ K% p' q5 j& p2 T; W! F
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:542 l2 P4 s7 ]' u% V6 E1 l  ^7 k
    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 ...
    ' @" s8 {( G5 G3 c: g

    # Q. n4 a  @  k晨大，不太对吧？5 g0 H$ a& [/ L8 Z: e6 P
    / B9 `# P$ q- s" P5 ~8 p
    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。7 `; K, r7 E8 V

    5 q6 A( N$ e: W; i7 `* ?- b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
    无聊
    2026-3-7 00:10

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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; c! \" T$ M- I9 ^2 b! T
    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（ ...

    / _' q  l7 u9 H# q5 z. a* ~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 ! g. @& t, M  }% y% O$ \3 G# h1 i
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    ! I7 Z) L6 z: D& u& ?晨大，不太对吧？9 @+ z; a, ^9 ~. ]
    ) ^: m; Z* t3 K6 B0 N: b9 S. q0 b
    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 ...

    9 k' M8 U8 y6 L& F
    - g) W1 i8 b7 r! x. g5 o5 e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。
    - ~* q; z. D* r4 v* X3 O( A$ K7 h( I. a* `* d" H( Z* e, d
    连续线性系统的向量通式为5 u5 q3 s/ u! @, E1 R/ ]
    X_dot=AX+BU
    ! y: u7 C0 Q% L% Y7 h" t) ?7 u8 pY=CX
    & W& a# a- S: z+ u" TX_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。
    3 _# @5 Q! O  [9 l* `; I- I7 R% y) G, r* h2 P1 y& R
    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。& t. _5 W6 L9 e& @9 V

    ( j( e+ t4 B( n; s$ v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# {; }8 o, p# _7 p4 P
    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 ...
    ! P9 L+ I1 [3 K) W# I
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    4 B3 \' H" J- F2 t% \4 u) ?- i  ^/ [
    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
    无聊
    2026-3-7 00:10

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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+ V3 d* a$ q5 f4 X
    有控制专业的来说啦。! ]2 e! k' }% ]& L' ~( W" W

    5 z' f* ^9 E2 F, |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 ...

    % _3 e( O4 Q/ X! L! D) m+ g: A* p6 F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。* j8 ]) l' R. r. I( p( g/ _# N* h
    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。+ b0 `' r9 p' ~0 ^6 O; J  k/ Y
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。

    * f* \& G2 \  a, [3 }/ O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
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    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
    ; Q" p# o- \  N/ U: K看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。$ w' l' j' Y) _8 I/ C2 a

    2 k& E( D2 r( u8 y对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    / U% `" h+ F' q0 R' d& f( F
    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。
    9 u1 H( E% _8 R1 G. t( Z; D9 A$ v; W" _1 C5 ~  Z) }
    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。0 H+ I4 w  r6 I

    / z" j9 c0 m9 o# w8 D' M" k3 a6 A7 h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
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    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 12:052 K6 l% {+ c  z, P/ R
    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 n) z4 O3 k$ ]& O0 z, s* o不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

    / a9 W3 d) a( A+ R7 v# N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
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    无聊
    2026-3-7 00:10

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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
    + ?4 G. @9 x- P1 q/ 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。) P9 w6 V+ j$ y7 D1 Q) W. l+ R( P+ {
    ; m6 n7 ]# S( E6 I; d8 \. J7 x
    比如装置的体积略微大一点 ...
    ( n8 s4 w; @6 \- O* K  A- z
    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
    无聊
    2026-3-7 00:10

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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$ F# O# v( T1 P# s; [, B
    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 ...

    ! |2 |0 ~' H/ h* {& D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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    39#
    发表于 2015-2-8 12:40:06 | 只看该作者
    Sichuluanhuang 发表于 2015-2-8 12:29
    : w! k1 O1 Y! a' g3 U& h6 x, C8 z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 I2 c. v9 `( }7 j! b0 x8 a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
    无聊
    2026-3-7 00:10

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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 12:407 S" Q$ j$ b. E; z3 Q
    看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。
    ! a  d0 p( C. i& w8 J1 g" O; z
    哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。6 x% k# x6 _* K: c
    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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