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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
0 C" c6 Y4 K4 D) C1 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。' o' U0 `' t! E* c. x! l

- A& N, F) o' V$ N0 O1 e% e  s比如装置的体积略微大一点 ...
# k. V7 Z/ g" J  E, f
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- v% A1 G' V$ ^# `
    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 ...

    % W( R7 x- o( v2 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,毕竟成功的例子太少。9 Y1 \: v* i  ?8 c8 }4 }$ b$ i4 O" s; \

    $ {. e$ l2 O+ l) V( h1 d6 T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。
    0 \  C0 Y: T- w; Q# @+ m2 F# d9 @; f& r

    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
    . R* b5 P6 L) N1000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 ...
    * _/ y  t8 a& Q, J9 q: f9 y" P; C
    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% }4 ~9 D! \( y" ]6 X  }. w* @
    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。 ...

    & P( ^* r; _$ [7 D4 s$ P& x1 @5 Fpwm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# _; t; {. Q4 a
    多谢。成本呢?哪个高一些?5 `, M1 j4 d7 k( F+ [' V
    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 x1 Z9 T; F0 u2 P/ c+ o" d, l
    ...
    5 h9 u' @5 @5 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
  • 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
  • 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。( G. y( P+ K. w4 P( M
      b7 i0 |3 D. w% W% H# ^# |5 d; `
    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 11:579 k* z" s4 O5 q
    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 ...

      p6 n$ G+ G4 S: S/ L# f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( d' E6 D7 b2 ?" 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 ...

    - V. U, s. D& T" c8 Q" Y拍脑瓜,拍大腿~~~~
    " d5 {, y5 f* @2 l( T& c9 z# W. ^; E9 D7 T1 {+ m& j' j
    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
    4 v# I0 C2 Z9 i
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    * n( z9 U! H- W7 Z' e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 ...
    & p3 N+ q. V# j: u% ]

    ' ~* r1 N  B' r6 T% H+ P晨大,不太对吧?
    " e/ ?! k- o5 [& N9 s# J7 L4 M! n" V! Z
    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。
    ! H, U2 B: w+ q7 p" p, _* k  `
    5 |" C  |& M/ A  V1 ^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
    2024-11-22 06:26
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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' F* J' y3 V8 y1 F$ G" E- X6 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( ...
    & }: c8 n+ G: }' A/ h4 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 3 n( f9 N2 N9 ?( R- w: H
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    ; @9 ^% C0 H2 h9 `( m晨大,不太对吧?
    . a% z7 a$ r+ \5 F
    3 A; ~6 ?: }4 X3 l3 W( P! F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 ...

    & U( d' C$ `  ]/ y3 [& R8 l, ]. c9 J/ O, R$ F" u) [* a
    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。
    6 s0 t1 t" s0 D. s0 P+ v7 }
    4 A8 Y9 p, b$ ~+ ]5 q2 S连续线性系统的向量通式为
    ) z) Y- R# l& A% }0 [X_dot=AX+BU
    , _* [: _. Z! K, ], l3 J" V# u9 l6 }Y=CX! m# t1 [% @+ F4 @; j8 S) a: `7 _' G
    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。
    $ Z7 o. z, L! T7 Z6 w2 w! q8 \. O8 e3 a( n5 J8 C6 A
    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。% X% o4 G- X' D, V/ m

    2 G( N6 x% F' k  B2 F: y- A, |' Z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- P9 X2 L- N' y6 v  ?
    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 ...

    # e1 m" U/ c9 W1 O7 F8 _看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    : E$ G& c' N4 {3 x* P0 r# T
    $ ~+ k/ Y, _" c( J0 a7 t. Q( h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
    2024-11-22 06:26
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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  n1 W# t3 k/ U6 s1 p" _
    有控制专业的来说啦。; `# B* z; H2 A, I$ W8 T- ]
      N2 }3 Z! M7 b; `$ v* w, h- y
    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 ...

    # m& `" p2 K3 I" G6 V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。
    4 N- b: c1 a8 x9 ?: b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。" f8 q8 J8 e7 h& g) X! Z
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    * v) `5 f4 x; I: q# M
    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
    1 [8 p& w1 @% f( Q1 _0 |: y' T* {% K看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。$ E6 g/ H+ v: p8 u8 g
    8 }: V& \4 k7 A/ X0 |" l- b3 X
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    % I2 Y: z$ _% W7 n+ 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。; I9 O7 y' Y6 y/ h* a5 M# w5 m* ?
    / D$ p7 r' e- Z$ w1 b; @. d
    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。
    # V- `8 S3 X! I7 i
    + Y* N+ |+ }. F1 s: g  c8 b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
    0 L, |2 v& S4 z. 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。- h  [2 n% y9 l+ A
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

    ( @& _/ u4 ^: ^. _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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    奋斗
    2024-11-22 06:26
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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
    + Q  b, v8 [- }; y$ o, l& a# 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。
    8 r3 x3 {4 k5 v( D$ F" D
    3 f: l! r" f$ `8 `% x8 H7 d6 k: x比如装置的体积略微大一点 ...

    8 d. ^2 J" J6 F1 e5 r1 r6 ?1 O5 r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
    2024-11-22 06:26
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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  d. ~3 S; u5 [. Y1 k% _
    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 ...

    $ w) k7 U7 i" 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
    3 t3 A( s3 I. i7 _4 ~  x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 ...
    " v  a; u/ v+ M/ V5 u9 E
    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
    2024-11-22 06:26
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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 12:402 V) b9 I4 P  b* z5 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。

    % Y' i# I/ s. p" d1 i- j" P哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    3 \" r) h5 C% u- \/ K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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