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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
  R/ T, ?) {& i$ l9 k! l/ J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。
$ T- I3 Y! w2 M% ]9 m
  J& D6 F) b5 _7 Y比如装置的体积略微大一点 ...

8 W; n! j9 b+ m3 Q  S8 m* D3 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……
  • 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 ]0 ^9 Q3 }8 }$ s/ v1 x/ x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 B- K7 L4 E8 G4 p
    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。
    $ B- x" d, K, y, y& y* P1 P6 D/ t1 d& s0 y: \. X
    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。+ [1 ]6 \' i- u! {! p

    + k) S2 l2 f# D% g: C; y( |, S

    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
    2 f/ U5 P6 Q8 L; ^- Z4 K. U1000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 ...

    6 t% [  w; ~, f# {% k1 K6 i& z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
    + x# L8 B; U5 V1 L# B8 hPWM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。 ...

    " L% \# ?. R  ^: H; l6 {( epwm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  L9 Q, F) M$ ]: C9 u' E
    多谢。成本呢?哪个高一些?% K! [6 O, S( ?: r- W" y
    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。
    5 U& _. z7 M/ G9 F* [- `( m ...

    - k! I+ {, s/ r9 H3 C' v6 n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
  • 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。
    : H/ r) C9 _9 b7 j( g) b2 p6 M* ]$ u0 w. _5 ?9 T8 o
    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
    / L8 M7 a% Z: p. T  |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 ...

    . c2 p0 b/ h5 ?6 @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  y  ?( 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 ...

    ) ~1 \7 ]5 T! Y* k拍脑瓜,拍大腿~~~~( S7 `/ T. {. e: n8 [

    6 p4 q- Z$ O& I" `8 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
      y9 x9 r. d( c  ?
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    ' B5 R* r/ M; x2 m" c) B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 ...
    6 C& R: [! k: Z

    5 S  i+ k. W- Q* W+ Y  h/ {晨大,不太对吧?5 S7 @7 P- H$ l( i

    ) J  ]+ t8 q7 ~5 F1 J  s( 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。
    0 b9 z" v3 w0 f' X  e7 q% M; _  d
    , j2 [7 ]5 h" E4 A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 00:045 V! g4 G* L1 ^) {* Y' k
    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( ...

    3 I# |& R% ]8 o$ D$ X$ D! K" I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
    " O& \" J/ n) Q$ X. e5 R
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    & a1 i9 h) D- t晨大,不太对吧?8 m. P) S2 ~& [; x+ o$ X& J. d+ Q# o
      G/ m" x( D$ x2 |$ 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 ...
    - e8 _  o# q6 n- {

    ; J) [# u6 E/ H# ?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。0 q4 Y* ]+ h! L* Q: `7 u

    2 c+ {5 Y5 i) z. r" m连续线性系统的向量通式为
    8 P2 e& w+ W" p! e% q' ^7 [0 @X_dot=AX+BU% i; U! z; ?+ s1 D: o/ }
    Y=CX$ H1 ]2 _: i. c) Y2 m$ \' ^6 ~
    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。- I1 u6 L- F; K) _* B  `

    2 l1 V/ ]& T& \/ c  W, x' G$ |0 B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。6 }$ j, w4 d2 v" o& v; P3 H& R
    : Y8 T* W; f9 y
    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
    % A+ f" [3 `3 G/ }% p) w: C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 ...

    " Q8 v6 j7 E" T; S0 [# h/ Y1 J& S看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。1 |5 ]4 ?4 P4 \6 j# ~

    9 n& }: t4 z! e1 d# B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
    # s) v! }4 B1 _有控制专业的来说啦。
    ! v. e% M! n0 J% T# b
      H# ?. f, P$ H  h8 c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 ...

    7 L+ h; {! O' }7 X7 @, s) 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。7 Z( l7 B8 E1 d; `1 }/ r% d7 A: L$ 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。' w+ K9 D$ ?; {7 X+ q+ v+ p0 a& B
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    ( q1 h$ `3 F0 s7 {2 @& g
    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
    9 C3 c; q4 E( M; j4 z4 Y, ?: C看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。2 l5 H6 t2 m9 C0 Y7 \) i

    3 [6 F7 Z5 L6 U对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    : M9 f* Z) m7 A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。
    1 w5 N* M2 B, H4 e4 c5 J# @
    . l+ B& N* z1 n: g/ 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 ~% j( h3 ^1 y3 i" |8 F
    ! d5 G7 O6 v7 S$ D* v8 r1 l. \& [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
    ) h  P* K' p! [4 ]6 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。% a7 m; z) K+ n2 t
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    ! m. \1 C' y8 X, I' _' g
    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
    1 L. ^9 O- E# V8 Z1 G2 J2 \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。, C  |# @" ^6 Z6 c8 d6 P" z% B5 C8 j2 w# X
    ) ?' m8 b1 X# S5 e8 v8 o
    比如装置的体积略微大一点 ...
    / L$ ^$ K9 a2 g" [* V9 ~
    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: t3 b$ T% z8 r. l! [# y; T
    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 ...

    " ~: o+ D0 e' O! d6 r, B2 r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( ]2 a' f% B4 F% b6 r
    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 ...
    / |* f4 D% Q' J5 u; G. P! _* x
    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
  • 签到天数: 1995 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
    - p' {$ S% b" }: X8 I# G看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。

    ) w1 a1 c4 R( [# k% |* _% R哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    + w4 q  d8 Y; A& q( I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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