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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
& a' h8 Z; A& 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。
" s' [. R( t+ t. E! z
5 S1 ~2 Z4 u5 a1 a比如装置的体积略微大一点 ...
- V4 X; |8 \. T! d! ~& [
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
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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
    + q) l$ A, G  V9 @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 ...

    : G: B3 N2 X4 s* a/ M$ f. E$ x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。
    ' v+ G' l2 R* h' K1 l, w. k
    6 h4 z9 W. P' ^$ _# N! s, s# 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。9 k! G6 t7 N4 n5 V0 u7 z8 |/ Q  I
    ; {1 H5 E, ]( N$ w' b/ `  `( V

    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, v" r0 @5 Q. g8 R4 ~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 ...
    4 V# ~7 J2 y3 R$ u0 o& W
    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
    . Q$ I% h9 p6 V. b  p  C1 _% `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。 ...

    9 V# C4 c/ @. Z  ?* |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. C% h, }- _  V  j! T6 E
    多谢。成本呢?哪个高一些?! [! O( v) C0 G0 Y, q8 |$ L0 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。
    9 w# P7 n0 @( t6 o5 ` ...
    + E+ J6 R5 }6 E! s" z
    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
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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。
    5 Z2 _! ?7 k& w5 l) v6 N7 p. z% ~& h+ O. ?8 m/ k
    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% }5 G1 B8 P9 O- o1 _
    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 ...
    , @) b3 ~5 s. Y( {
    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
    . w, t6 [# m6 B6 w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 ...
    + c9 l' ]! Y9 N# I; b
    拍脑瓜,拍大腿~~~~. \* ?' t2 `; i9 N0 W6 g

    3 J, U5 O  h- U& O  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 ! g: N' t( m6 N% r0 j& O, c
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54. w, X: g7 X; [! w/ N$ d! M8 d/ s
    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 ...

    / |; f/ Q1 I, D: x, H; }$ l7 |' E* ?; e4 d
    晨大,不太对吧?
    7 M# {  P- j' z1 ^9 i) Z% ?7 c* s( \
    ! m6 K% p  F. C  N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。1 O3 v3 V8 c2 |; p
    $ c, t+ }1 d) o4 f
    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
    奋斗
    2025-12-24 06:16
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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
    5 [/ r! h9 v; @; W5 B. xPID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( ...

    ( h3 U- `7 z1 \0 L5 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。

    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 ) c) M: @9 A6 D* }3 b; c6 l: o* u; Y, [
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36+ r& _1 f% M6 B2 X& i0 [. z
    晨大,不太对吧?" }( j( ?% b5 h, e/ b
    / b% f: }8 b% O7 o# O+ J7 X3 v# e
    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 ...

    ) s2 b( A- W& I% u2 h3 g: w# v; V
    6 P4 s8 c2 p$ q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。
    - D- ~9 D: O  L( G
    2 I9 o2 B$ O+ E/ N连续线性系统的向量通式为( Z) H- W! h4 I& h
    X_dot=AX+BU
    ) L$ S; [& ^+ s: r! B2 ^+ h' qY=CX
      G1 E( w6 B: jX_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。
    0 M+ G+ L0 Z: A# u( h
    ! r8 `  ?1 C# G3 ^9 ~( M# R5 _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。+ f# k( ~1 }/ ?+ A/ A7 F6 A7 z

    & R2 ~. u1 `- c9 I, W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
    1 ?* u- \7 U3 h  z; v7 x# J$ R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 ...

    ' ~. n* g, f% R+ K看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    ; M4 B' e: |5 t4 t' f8 N  B) m4 u0 K9 K* j6 b9 F* y
    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
    奋斗
    2025-12-24 06:16
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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
    2 E! ?- o: J0 F' r+ ?2 ^2 T有控制专业的来说啦。
    ) }) c2 R1 r* [$ a5 T8 |
    & g) J% H" i7 n4 j* a+ v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 ...

    / }5 I2 ?8 _' C+ T7 C0 e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。6 y1 j0 K8 V1 J% P
    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。
    " x8 @; |6 c, I4 I. m' W
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    1 m# Z; _+ i* Y, X4 o- c
    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# d1 [+ |/ |+ x  p; a
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    ! u7 i  P& d7 A% s) s7 t, \0 h2 ]* z1 j+ n% ?
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    & {: a! T2 ]5 R9 N, ^" v9 i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。
    4 D1 a2 F% Q1 [/ |9 K
    3 ^" e' H5 G, `3 x; ?8 x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。
    % ~1 W1 k' o" u. S3 |
    ) m) v0 D% x) p" I' q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 12:056 m+ o+ K$ A% i! O7 ~7 P* H# 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。& F. e- d- D( z# z" ?9 g7 M( W: i
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    & N) U. M) B2 {" e4 o5 `! q
    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
    奋斗
    2025-12-24 06:16
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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
    ) H" b, ~  o4 c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。
    3 Q# o; q; H- S+ s5 \, P
    2 r/ n/ A7 S# A0 e; t比如装置的体积略微大一点 ...

    ! D2 E* \: o# C6 `0 V4 I6 b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
    奋斗
    2025-12-24 06:16
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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, W0 w: f7 j$ @% ~7 q$ q
    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 ...

      N  I4 a9 x: p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 12:297 [( L3 d4 [4 V' r' O( a- _
    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 ...

    ! U7 ?" x% G6 D' P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
    奋斗
    2025-12-24 06:16
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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 12:401 c8 ?. V9 ]- E" ?3 B
    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( D/ J- r+ b% m哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。* \2 V3 Q! v; [+ [4 v8 p6 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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