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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, t) Q( x# z7 o9 V* Z# T
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。, B5 V+ L, s( `
8 m+ L' H. M  |
比如装置的体积略微大一点 ...
+ q6 x0 s8 R6 B3 ^! Y& x1 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) z# X! n5 ]1 E$ Q9 z
    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 ...

    ' B8 [& z, s9 I4 J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。' }; |" t. B7 p

    9 u, i- T+ N) ~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。
    ! r# m& |+ _; D) I0 O  |% F* ~& L' k, z0 N3 H& @2 m2 M

    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
    ! Z/ ]: }: k0 `& w6 _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 ...

      T$ L/ b4 c3 U: U$ n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
    1 [$ K5 d8 h7 X7 ]6 {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。 ...

    7 s0 }/ `6 R8 k. S2 G' ]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+ O) S& y: r" y& A2 d/ P
    多谢。成本呢?哪个高一些?
    / P- K; |6 ]- J- w. P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。' _# t% z4 z8 Q# w
    ...

    ' N/ f1 S1 d( K/ P( q4 Y5 K0 G3 M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。  u8 `- k' S9 L: `  `

    , H0 A. x- x$ t' Y" t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
    $ |$ v2 ~/ V7 R! [9 W2 {5 ppwm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 ...
    " p' B- b0 ~) M: k" D+ g
    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
    - s4 B1 r7 b0 S/ {, K( y( D5 K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 ...

    - ?/ [% j+ f9 S" C拍脑瓜,拍大腿~~~~
    + P% O0 i& o, H6 G0 i. K( d* h! O% J7 k
    决策的方法多了去了。

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    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 + R1 \( I: Y# J0 \2 g2 {  \! ~
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54* k  j1 J0 i, c) Y# I
    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 ...
    5 I. U; B  C5 n

    . d4 ^4 W* s2 c; R# B3 q晨大,不太对吧?
    : L. T- M" H0 F
    ( C; F8 o: U- h$ A7 n# M9 D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 X5 x4 v2 ^7 N; A8 l/ l( \7 ~8 c( n: [2 w
    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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    擦汗
    前天 04:12
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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
    - c) W. s- Z( t% |, O; [& JPID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( ...

    ) b( l+ v* k4 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 0 X2 j- E: y# l! \9 R# T( z+ o
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36. N, A1 e- ?; B' U; e& P8 F
    晨大,不太对吧?
    2 k0 _! e0 ~7 q  d  _+ [0 V% Q6 O  y1 S$ x% k; r7 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 ...
    8 ^; f( H; Z9 N# q" l

    $ w. d5 N3 J9 _* I  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。
    $ G8 w# `$ N/ I- K$ ~) W2 g; q8 }; r" h7 b3 e  `
    连续线性系统的向量通式为6 n9 I  N$ L* T4 I
    X_dot=AX+BU3 l2 p' a5 `2 U7 O
    Y=CX. N9 _3 h  E' B; N) @
    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 f  _* x3 u" `
    ' j8 Y4 v1 T, m7 U2 ]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。7 v( D: Q/ \3 u2 Y, o+ P) V
    / q2 Z1 a/ V4 @, K( [- s  n" s- G6 S+ v  m
    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, R+ ?6 B# Q! @# I; d/ T0 h* 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 syst ...
    ' ], N6 ~0 Y+ C4 N' O
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。+ \6 G; b: X( X: F% G3 i! \

    8 K2 y. e2 a% m4 L) I. ~1 V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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    擦汗
    前天 04:12
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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; A+ P' N. p8 D' ^2 B6 m. ~: }
    有控制专业的来说啦。
    6 L; B# a& ]% o7 e9 T# k" [  u: u5 x# ?. ^
    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 v# E/ s; E/ D, `+ X7 g4 t8 `) ?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。1 t+ a5 _2 B) t
    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 @5 q7 I8 \8 l4 q; {% a( z3 q
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    8 ~8 Z$ V$ O- \: x. a- Q! H1 }
    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 11:502 \5 y7 I9 R1 p$ n' l
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    " V: w6 N, V/ e7 _5 u2 ^) P7 `2 U' I5 E0 |1 b/ C/ X4 g2 M
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    0 y4 N$ Y' b1 n/ j9 h
    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' A* W( [+ L1 G! A
    ) W2 f- Y8 u; g8 i) n: n% H6 Y
    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。
    : q9 i- q) E0 M0 Z* Q* I: S- t5 r
    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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    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, Z' y( R0 c! K, V/ Y8 o% z8 `' Q  b; q
    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! f! n7 J: H不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

    . P  j1 G! G) a* s: G: C+ b4 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!这个唬人程度超出我的想象了
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    擦汗
    前天 04:12
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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 22:197 H) Q/ }: J" S0 G+ @- d  L1 T
    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。
    6 |1 [; t( i4 p# {
    : z. E3 Q+ B( J( T比如装置的体积略微大一点 ...
    ; U9 [* C1 E6 x( V
    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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    擦汗
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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
    8 k& J! f  \* Z" t! T$ S1 ?+ 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 ...

    / R' R/ V! C1 K5 V; W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: b) Z: B2 j' E6 F, \" k) G  d
    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 ...
    " X' O' H& X2 ~1 {5 q& t
    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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    擦汗
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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 12:40
    5 _3 C* \  H7 v  y- I2 x$ v6 O看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。
    # \9 d1 Q* P/ Q% z( \: p2 C
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。: M7 I5 X% T2 C9 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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