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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 08:197 q, k5 K. n1 p8 J9 ]0 h
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 w! Z0 M/ i8 C( @' m, ~) U6 }
比如装置的体积略微大一点 ...

7 _7 q8 C, E8 z5 u. {' W1 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
    . b' j* o; W& A* b# h) l* L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 ...
    . B6 d+ `+ R; p3 w" S
    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。
    5 L" |' S' f$ j2 c0 @+ r; j% y0 }7 h
    3 ~; k! K1 A1 i  \7 R# m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。: ~, `9 }  m0 }# J2 G2 w
    * l% ], |) H$ D6 F) c& h3 E

    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$ h( U: F% B' L7 Z; R; D* U
    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 ...

    $ N9 m# `: F% L( m* `& I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
    " Q! S5 k8 ^3 i" R) D" KPWM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。 ...

    4 C2 d8 V$ U$ _$ npwm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
    , u. o- ~: h! r- c多谢。成本呢?哪个高一些?$ c, {0 s3 m. }2 _3 w3 I/ |% I
    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。# x* |* f& O! D  q( U6 {+ X
    ...

    / D$ u) r+ @. F$ p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。
    - @0 ^: @  D; b( f9 s! |7 O2 z2 Z/ o' C/ E
    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' J4 x/ @/ P! l
    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 ...
    1 _$ I# K/ @/ g2 W* N- W' A
    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 00:137 T8 H* U6 B7 u" Z% o
    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. ~" R9 S* u0 W! Q1 \. s拍脑瓜,拍大腿~~~~
      ]3 m. J) x8 n6 i. W
    5 L: {9 A- X" F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
    8 O0 v% x! X% N2 L8 |2 @; L
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54' Y9 Z. L7 ?' p$ L8 s% P
    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 ...

    : \( ]8 w8 H- D8 `# g% ~) p" Q" Q* C- g4 U3 N0 Y- p- {, X+ _
    晨大,不太对吧?
    - F( C+ r6 ?# G5 ]6 G3 s0 \
    3 [" D5 w  \2 K0 r1 M( Z6 \: ^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。5 Q1 _  V8 l8 J; B" @

    ) G6 w1 F: t6 q, J7 U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
    无聊
    2026-8-12 07:40
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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
    6 ]! p# b' J* F5 \8 ?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( ...

    : D% k6 @4 R* ~2 F! z* i5 E: y- o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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    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 5 U3 f; K* u  R: ~6 {. ~
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:363 |4 k$ k; N4 Q
    晨大,不太对吧?
    * ^* d: ~8 S2 E2 H
    4 f; M: m2 ~& p7 H* j/ r) @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 ...
    ) H! v: H6 ~) r. m" m/ f8 h
    8 @0 p9 R5 V. ?+ p/ P
    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。- I: a$ h: ]( a  R  V

      ^- y7 W( w. O9 A6 Q" `8 A" ]连续线性系统的向量通式为8 f  [' a8 B& V  u' D
    X_dot=AX+BU2 H+ }& b( }; Q, V: p
    Y=CX
    3 `3 y; o. w9 r. r: HX_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。' L8 T$ ]3 B- [
    ( |7 J; |2 h7 x8 x3 G9 F
    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。
    + x4 l$ a4 a# x1 X  M
      l6 @3 Y. |% g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" y! B9 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 syst ...

    & I" i' J* K6 ^/ B: T% n, ~看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    ! `: l) N1 _+ U6 @* r2 {4 k0 ~% Q7 G
    9 @' x( P0 B0 k8 z  R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
    无聊
    2026-8-12 07:40
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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
    # W% w# c; a/ e9 G) S有控制专业的来说啦。) k3 x3 ?3 C( ]  z

    ( `3 J; I0 t4 U% g1 S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 ...
    2 ~  Z! i0 m3 H( k9 {
    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。
    & F. i' S3 j0 F9 ~0 A* |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。
    8 m3 |3 g/ K. q- ~2 b
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    . r& \. k/ X  _; ?: Y! i2 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。
  • 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 11:503 D+ g1 w9 T8 d; ]; O3 ~( G/ C
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。* q& b" J: m# k2 m& E; K9 Q2 z

    ' ~  p0 Q" a$ [9 @) l对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    & d+ U' Q* S( l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。
    3 ~$ c: k7 P% U! e3 _
    9 C$ |5 T& b7 b8 {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。* I4 l- @3 y+ L" O/ f
    ( D5 j+ ?6 A$ S2 e% d% |
    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
    - `% D' w3 R# z% D7 N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 b& o  }5 ?+ @9 T" R
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

    : o- b+ g1 `- I$ ~+ K* G. e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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    2026-8-12 07:40
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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 22:192 Q+ v5 A' C  L
    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。
    # a0 Q, p) V9 {" I1 i6 T+ q5 `- q, I5 f! R$ V
    比如装置的体积略微大一点 ...

    . \' j' q% h3 {  Y. f4 ?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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    无聊
    2026-8-12 07:40
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    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" i# N: g& f3 f9 d. f: A
    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 J0 m( {2 H$ }2 E7 n/ ^! N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
    1 d: D3 c6 Q2 U% f  s) C, E' f5 T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 ...

    % {. Y- n. m5 f% d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
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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: p- f# g! q: E5 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。
    , |2 h6 d3 ~; l, q8 P# j
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。: E( R6 y  a& l  w. e# @
    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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