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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; Y) P4 x! S1 {. Q# k$ I1 T( x
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 X' k0 _4 z- h$ x9 r& G. }1 K

* e" b2 N5 v+ ?% d0 _& ~) ~2 s比如装置的体积略微大一点 ...
  f" k' _7 L, `2 z) `" M$ d5 G
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
    8 b. [4 H4 J% y: K7 I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 ...

    0 m6 p) z4 q8 b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。2 d1 T* H) @5 m6 J7 Z0 a

    ( [3 @$ t% v, B: S, X! G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。' Z4 {" n. T, ~1 K% `
    * Y2 {$ C( m" n! ~; Y/ X

    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' d% H7 ]9 B! c- @* I+ S6 Z6 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 ...

    , p+ W5 W) G5 ?+ S' r8 k: s. B# T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
    5 p$ ^6 v. g8 l$ Z  C$ nPWM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。 ...

    * r+ I; Y$ a- C; f" g' M1 {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
    , q1 t8 g  a3 [( R多谢。成本呢?哪个高一些?
    7 H- d: i) n0 E& J. s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。/ z1 N. b6 Y' I& n$ H! K' V; Z
    ...
    $ ?4 @6 V$ [3 g
    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
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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。
    2 ?3 s' ^4 n, F6 [+ E. H" ^- W" n; K! c& h! S! c
    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" C7 C9 \, @+ V7 R* a! v! k, n. h
    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 ...
    $ z  L: g% O4 A# ]7 v
    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
    ! j) s1 y. S2 a1 g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 ...

    6 w; G& J. k* N  D; S  P; L拍脑瓜,拍大腿~~~~
    ) @4 o3 }0 [0 j/ ^" B1 Z& e5 H2 I; I) ?
    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
    5 F  K) X; H4 m# e1 {  `$ c( u
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54* F$ w  m8 r, |0 T  n
    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  h% ^/ ]3 e0 O: I5 {
    2 o7 N5 l! L) x$ G7 `
    晨大,不太对吧?+ Y2 T; j6 X8 w' _) l+ T
    : Q) _2 v8 b, c
    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。
      i% t9 i' I9 L2 G$ b' M9 ?( U- ^% z# F# W0 k5 M( t# o  C
    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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    开心
    昨天 06:52
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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
    1 o, A2 ~9 k2 c: m  [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( ...

    ; z0 f, l! Y% [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
    ; @, w" S0 `% s
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36# s2 R0 ^: Q$ r: i" w. l
    晨大,不太对吧?+ M, }, R0 t1 Y, k2 L3 q
    $ w  U8 Y0 Z4 c2 o4 \9 Y- b( 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 ...

    , f7 W; T2 K6 @' y5 i% V
    2 J+ v! z% I+ p1 L1 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 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。
      w& w3 s2 d$ F. b  e5 _& W
    " J& Q. [. L: S: M; A6 h连续线性系统的向量通式为
    2 M% E6 d0 I7 t& m+ fX_dot=AX+BU0 a, N7 Y: ~; e, j! U. J
    Y=CX
    2 J$ [- P+ 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。! t( t; l3 P' L* y5 S6 a

    * M; }/ ^; Z& H& @$ 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。  [! ]9 P% j8 c+ ]* J- \; k7 H  D
    $ W. f" {4 W0 N5 }/ L% r
    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
    ; ?* j2 s- o9 k* s3 m! `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 o$ B3 ]/ g& h9 Z
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。/ m6 ]6 F+ g- P) I9 L  H" P

    * c. q7 ]3 @  k' o! D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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    开心
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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# \' D& {/ p, `0 X1 M
    有控制专业的来说啦。- c! T) v) [% V5 ]0 p" O: s
    9 \3 n# ?( B( X7 u/ \9 U
    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 ...

    ( E* i0 Z( p1 ^+ G7 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。
    . M/ P, m; F: G* Z$ R1 L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。
    ) L& K3 l9 o0 @
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    , [: n3 F& Q# @7 c+ H, ^) l) n
    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/ d, V, c3 q4 M) |4 b5 a
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。9 K% E! `! n% e4 _8 o  V8 u
    # i2 @$ A3 k# Y
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    6 e8 D' n, U6 Y3 B
    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。
    " Z% e% t( L4 |" i5 G; L- ^1 }8 X
    8 [3 A. Z7 W/ z; y  K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。
    6 V! ~' O. s% o9 @* N0 ]5 x, X( ~5 J6 q* W. ~9 O
    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, n" R" C: D9 l# m
    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。* b- Y* z+ g2 d
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

    & e. c! |- R2 K9 W8 V: C1 N, 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!这个唬人程度超出我的想象了
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    开心
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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/ D; J+ |6 a1 V
    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。% ^' u2 g! j" `# R
    $ t2 K% L9 Z" r7 s) N& q. q/ @
    比如装置的体积略微大一点 ...

    / S9 o0 S2 M6 a6 `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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    开心
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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 12:131 L" H# X9 k+ N2 }
    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 _* j/ b5 j& @9 j% x$ d  {% 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
    3 D, }* x' ?; G; 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 ...
    $ u2 u6 @+ C5 J# f
    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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    [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 B4 h. ~8 n$ Y! ~- V7 f
    看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。
    1 n& e) O4 f, D; a+ P9 P; I8 ?
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。+ w9 ?  ?9 g9 w- ?3 F0 b3 s3 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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