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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 08:199 F3 s+ W1 y! l! A$ s/ V8 |6 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。( R$ I& i9 H1 n7 a3 }2 a
' k- s* ]5 ^- ~$ x% u
比如装置的体积略微大一点 ...
! r& H0 K7 p* V* ~8 M( v. w% ?( 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
  • 签到天数: 2488 天

    [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
    ; M8 k# M& y4 u; l2 l' x* d2 R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 ...
    4 Q) ~7 S1 q+ T& [8 G" \8 _
    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。
    ' Y6 w# k5 w+ K% _7 u" E4 ]
    # O4 ^' l# X- N% F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。$ z  ~0 l+ U9 U7 ]! b# C" G

    * f- e2 _) ~1 Z/ 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
    " Q$ E! ]9 W8 W& \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 ...

    2 F, r* k: N9 m% @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
  • 签到天数: 564 天

    [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
    8 P: A0 J2 K- lPWM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。 ...

    6 R8 `, U! d) A3 S; l3 m4 Tpwm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) {* a- G! M( {: z( L1 v, S
    多谢。成本呢?哪个高一些?
    * N7 J- h/ z5 g0 F$ V. K, }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。
    " c" K+ q! G& ^9 a' u& W/ o ...
    ) T& C1 K* j1 l" P# 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
  • 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。
    6 x1 g% t+ J# z2 s5 O/ E' p0 W7 \
    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" _7 l) k6 Z& F, W' ~& H0 B
    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 ...
    4 v/ K& t( |0 v0 \' E$ ]5 `" 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
    2 N+ j5 X6 {( }; Z! q& I5 m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 ...
    2 I& N" P( z8 ^& X& X
    拍脑瓜,拍大腿~~~~
    $ G. z" A6 s. J. N; H2 x5 j# q' C) K' c2 ?% p5 [0 s
    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
    + e0 w8 I2 l' S0 G5 c: o: K2 L
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:540 ^( i; S/ Q" z& f
    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 ...

    4 S. l/ {% Y# b. |5 l7 O3 g
    6 y6 @; N6 f3 P4 N5 `8 \晨大,不太对吧?7 Z3 Z  g* h5 U- o% g
    ' ~: P  z, J0 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。4 K' v+ }" p& Q! q* g

    1 D' _1 m, {! Z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
    17 小时前
  • 签到天数: 1914 天

    [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
    2 p5 p; Q7 H. m- z$ X  b1 CPID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( ...

    ! g6 U0 I4 f4 b4 O7 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。

    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   s7 b! S; M+ I9 f
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    8 w0 @8 T7 T$ i  t! |  L晨大,不太对吧?  u9 }+ L1 B1 h# j  p& o, o

    7 h/ Z8 a* l) l, n4 }* q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 ...
    : w# N! L) |; s* v2 W8 l7 h9 W

    , J  X5 C4 M; W6 x# j# k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。* c; j* T  B, Y% Y
    ! {% ^  w0 c8 h" A( S
    连续线性系统的向量通式为! P7 C' n$ r, `+ E9 _4 ^, q2 y
    X_dot=AX+BU
    8 f/ y/ K3 Z5 G# qY=CX3 s" ?" v! `2 K) }
    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。7 b  v5 r8 Y' ]. H% }5 g
    / q8 v+ g* _8 w& d3 h# m! a9 \1 U; Q
    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 Z8 p* k+ M8 \, Z1 a. y
    3 m; ~( ~' L. k
    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 11:141 W: h* {& l7 `1 w/ d
    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 ...
    . Z3 }5 A8 m6 x
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    9 T* @; \# X# @$ }. @* X
    ! u+ ]# l6 q& J8 M6 C$ t1 o7 F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
    17 小时前
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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
    0 @$ ?" N4 |+ W5 w% K. l有控制专业的来说啦。2 N0 a/ M: W. x, d: I; J# s" Q

    1 S5 y! |- }' J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 ~4 b' ^5 s0 V$ h) 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。
    7 S7 z" B" U; ~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。
    ; A$ c& n7 h1 O& D# n
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    7 m% r/ q/ V+ @" c" I( G9 Q6 a
    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
  • 签到天数: 2488 天

    [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
    + w3 H/ O: X% X( r' g/ p看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。4 A8 q: ?" k, d6 p7 _" \

    ' n8 D' X$ a  C( R" b对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    4 f7 h6 v8 ^; r- A. W8 t
    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。% q6 p6 ^' {; l8 k- Z* V

    , ]6 ?8 Q4 h  N& O( i, R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。. M. q  g2 p) g6 ~2 I6 I- p% d

    3 a: x+ F$ _4 ?& ]7 m" |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
  • 签到天数: 2488 天

    [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
    + s: [7 i, f5 `) g& g) 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。
    + z0 I* }5 K' Z0 w! E  T+ G5 ~不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    + E6 V1 Z  Q' ^7 {
    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
    17 小时前
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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
    7 M- P% a) p/ Y* [6 i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。, ]1 r- f/ ]& z+ R
    0 D( M# {1 t9 N8 M$ C3 i
    比如装置的体积略微大一点 ...

    2 A! K6 v" I, T: p/ X3 Y' W) E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
    17 小时前
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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
    # Y; V( U6 P. @8 R5 \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 ...
    + L9 Y+ k$ H% h2 N7 ^- s
    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
  • 签到天数: 2488 天

    [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
    ( X" e' M& d* O) w+ T" I9 z* X' F" z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 ...

    ! b: N5 p: L: V0 j. P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
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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
    ! u* s3 b- I- i2 U, 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。
    ) P+ H/ U, v" s: {$ ~
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。+ o# N, j9 V0 P, W
    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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