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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
6 o% |6 e7 Z- v1 f* n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。
2 N- E. m  \- X' I+ y. B1 A6 x& B# o9 y, _. I5 h3 a, _
比如装置的体积略微大一点 ...

! O- q7 g/ N9 J4 |+ i4 H7 u7 q! m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
    4 E% F5 y, R; l! a' Q1 l# e' ?4 w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 ...

    ; a! w, a8 C; }+ K- `# }* y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。( C0 h5 c/ w  U0 k5 D: L/ U

      ^# t. B  j$ i/ Y: m, Z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。
    . J  b. A; A6 A9 e0 W) R2 G5 c. H0 x# B' x: m. F) r6 w; ^
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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; b( \* T  _8 y# ]% f. n" X9 R+ R
    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 ...

    ( ]; {( O5 _) l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% C! T8 O) G+ I. F" i8 o+ H% D: [: C
    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。 ...
    8 \$ K2 f5 _# s) x# V
    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& E( }8 ~$ h0 _# r3 {* _
    多谢。成本呢？哪个高一些？
    7 Q# I* F5 A. e# X5 P& D1 y" C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。
    " d9 |7 D5 A$ W ...
    4 h. R( }( J( F" J
    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。  ~/ ^2 a9 ?# p( B5 H( y- b8 U" G
    ; p: k# G; B! W5 M% j4 _# 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。
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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 11:575 E& `0 F3 A5 [2 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 ...
    , f, k5 ]4 O1 v# K& T
    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
    4 J" S: C. ~5 m9 y1 Z( \; ?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 ...

    ( r2 o2 v$ b. I6 q3 `拍脑瓜，拍大腿～～～～
    . T- u/ V7 z3 u5 |+ `2 J& _1 L9 l/ Y: r- F; g! W
    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
    , D6 Y7 r0 H1 J
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54! g7 P5 [5 x! D. _
    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 ...
    - w0 K4 U0 C2 z6 W
    ) Q; V+ Y4 v4 \/ }
    晨大，不太对吧？
    # f  i5 n! s* s! S1 A, ~/ [7 Y* @8 A7 m2 w' J& Z: 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。9 V- t  M8 N2 T7 _$ v9 H: g: z& `1 B
    ) m7 {, A; t$ Y9 X8 z" d8 X
    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
    擦汗
    5 天前

    • 签到天数: 2012 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; O/ P$ Y  V0 J- U; q
    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（ ...

    0 n. n' `1 D# B1 ~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 % D$ z9 [2 c. W6 J
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:361 f* a1 S$ P  Y) v8 Y# g
    晨大，不太对吧？
    4 Z) ~, y8 z9 k
    " F' ~5 y3 a5 _- z' N* V: ^0 O8 M- [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 ...
    " w% w3 e' J9 i' I4 E

    + a: f, \0 L, F8 b$ Z5 f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。
    2 v6 _9 C2 _$ y4 D0 b7 @  Y1 M
    2 x* a. H% M! t5 \- B连续线性系统的向量通式为! k$ F# Q/ b  |1 Y
    X_dot=AX+BU: Y- x1 x* Z4 H4 j7 |! C! |
    Y=CX+ T" i  e9 e  J
    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。- p+ N% T/ H' p4 C. i

    1 @: h8 P6 F% s! h9 y" w  @- x( 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。' ]& M. y5 M5 ^4 r( R9 E: G
    ' H7 {' t* h, k' }0 q% c
    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
    ) e4 c/ Z. ~3 ~  s' v6 _* 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 ...
    - M* W; p+ z3 E# C
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。- d; ^% c. M3 [" g8 ^2 x' y

    % |: {4 G9 N- f( H, [: f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
    擦汗
    5 天前

    • 签到天数: 2012 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% f- D7 A% W, V7 A& c$ W
    有控制专业的来说啦。+ |& g/ F% N& A: f: k+ v
    6 K7 d* u1 [' i( S2 K
    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 ...

      }8 J9 R5 J+ f0 L( E  B& s8 Z2 x% E7 B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 r& X. Z2 f& t5 g/ a+ 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。
    " ^2 s  V2 h0 j8 i, X
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。

    8 ^- v. |9 `) N9 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

    • 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
    0 h# j& n7 E1 Q1 ~+ }看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    ' X1 O( A7 g1 h6 h7 F; R
    1 G1 X/ E- v, c) c9 z4 q4 j对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

      A1 Q) T, `8 @/ y7 ~$ 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。& }+ W+ X% F+ P: [6 p/ ~  j; \+ W

    7 E- U, h; i$ a, e# F( C$ b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。
    * [3 O$ p$ {# A# E% U
    2 z2 t/ G- M# o; a7 x) ]! C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 12:050 d3 D9 f+ ?3 `8 i0 T& j
    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 M: l+ @" k% F! Y$ X不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...
    ; ^; x  u4 ^) {; 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
    擦汗
    5 天前

    • 签到天数: 2012 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* ]* [4 W/ H# \" u1 E
    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。
    $ \+ Z$ U/ i8 ?, T: S9 V( K$ w, _! X1 a, ~
    比如装置的体积略微大一点 ...

    1 e) g$ a9 g8 J. q# _2 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
    擦汗
    5 天前

    • 签到天数: 2012 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" G7 K5 ~  M7 d; ]) H% K, G* v
    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 ...

    4 M+ e6 \* h3 D/ E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 12:29
    ; F8 W8 t+ n& ^7 ]% E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 ...

    $ ]5 t- m" L7 Y4 _' e& 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。
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    擦汗
    5 天前

    • 签到天数: 2012 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
    & O9 i2 ^. m" `6 Z! R看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。

    . K2 N) y& F: r哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。
    2 r4 L( j3 r+ }0 X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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