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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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晨枫

该用户从未签到
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' \6 X# `" ^7 g5 t1 w; T2 j5 `
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。
! t0 b$ l: [3 I3 Q3 ]. l
2 c' t3 e1 s+ h6 u比如装置的体积略微大一点 ...

! \/ p; I9 Y7 }% y; \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……
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橡树村
  • 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
    8 I3 C( f8 g8 M( k4 P" N. \3 g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 ...

    0 O7 K0 l. U2 z' L( e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。* w+ S1 P. m5 \+ @2 L

    6 s4 I9 x+ b, P, ?; p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。
    ) c1 h0 H: g; h4 k" Z) G, ~, P( Y7 B2 O- b
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    晨枫

    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% U( x( b! D7 l8 |' n; u0 V
    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 ...

    * J- J" P3 |3 Z" E  o$ 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。
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    穿着裤衩裸奔
  • TA的每日心情
    怒
    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 G  M, G6 X6 k) D' }' m) zPWM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。 ...
    2 y* c& ?) z& a# T) U* ^
    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
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    穿着裤衩裸奔
  • TA的每日心情
    怒
    2020-3-6 00:28

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    [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
    * t0 d& p0 {: S1 F3 j  A4 l# O多谢。成本呢？哪个高一些？" l  a+ }7 O3 `8 m- D8 Z* H/ |
    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 L8 ]% X' V* W5 L0 { ...
      J. ]" |# ^- U  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
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    qyangroo
  • 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。
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    qyangroo
  • 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。5 g) m- D; k& d- d9 U# i
    5 |! n7 T. J' l& x/ M9 A
    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。
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    晨枫

    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
    3 W5 d. ]3 q. ?/ s  M" b7 G6 V2 W; p6 rpwm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 ...
    + m' d$ H0 ]2 E7 u
    斩波怎么能没有功耗？
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    燕庐敕
  • TA的每日心情
    怒
    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, o% L2 C3 Z) ^: D
    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 ...
    0 u2 J( D. U3 I! z
    拍脑瓜，拍大腿～～～～
    * \! s9 I; [6 }! }) [2 V
    4 o4 C) V5 E* C决策的方法多了去了。
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    沉宝

    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 / B  a$ S2 N3 q
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54' L( ~6 h8 b$ E+ n- w2 z
    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 ...

    / \* L8 ~! Y/ J6 Q% X& t& P' s9 u: p- y" x1 ?. r8 t3 }
    晨大，不太对吧？4 J9 I8 z4 ^9 a/ }) ~* P0 v$ Q5 D

    : ]& @/ F4 ~) b& U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。
    7 M; [2 [0 O! m  A
    : h: C/ Q( t7 H8 |  d+ B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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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 00:25

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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& r( d2 d  y4 X$ V. Z$ _
    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（ ...
    ( {7 e! F( e& W
    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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    晨枫

    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
    " S) G5 j0 |+ R  c/ p" P) d- ?3 e& V
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:365 {$ r, j( Y; h' `
    晨大，不太对吧？: p" j" g+ C: _) _

    ( ^+ N( Y) o; x+ _/ g: T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 ...
    - x. Y1 b' J1 T

    / ]1 Q5 |. b# {7 _# C. H- z* B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。
    % a3 \: Z0 Q4 y, t5 P; U/ Q
    ! H# R3 I/ C/ K0 p, q% |8 ?2 i$ y连续线性系统的向量通式为) C0 U8 k9 I/ h
    X_dot=AX+BU
    7 i) X. r7 m- |- f8 J+ tY=CX0 _( V6 f5 H0 A7 C* s/ A% K2 H
    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。
    $ n( F  Z! X' i2 M
    , g+ S0 L9 Z* `3 b- U  A9 A& 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。: q% `1 c, s  _1 L

    9 k6 m3 Q4 i& O4 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
    晨枫
    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
    四处乱晃
    涨姿势: 5
    看到符号就头晕，看不懂。  发表于 2015-2-8 13:18
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    沉宝

    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
    " k1 Z- H7 p( m3 M8 c; 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 ...

    2 [; M9 Y7 C- m5 h7 N' |! w+ L# p看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    + Z6 @7 h9 i: w5 q1 W1 m  \5 A  t( r: x  S7 i# T0 I. o. y9 ?% Z
    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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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 00:25

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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' r, ~# i# Z: \' J( E# c. J
    有控制专业的来说啦。
    2 D! ^+ i3 P5 {( ]; g8 i  [  ~
    ! T2 u" A( M; m; X' s9 g& E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* C0 s2 e0 _; 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。- q. E7 z+ Z( v, i
    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。
    7 W( J: ]( s7 ~2 T8 @
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。

    " ?7 L6 d/ ^# @+ Y7 F, J1 A! z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。
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    橡树村
  • 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 r1 w" d# l. F+ O9 E# T* ^
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。' O. J3 W: n) o$ o7 U$ n
    - W; Y1 i, [8 v# R6 n( F1 o
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    / o0 E$ Y$ o2 x8 _/ G0 E6 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 d' V6 c: q) w, j; t+ K8 }5 q6 J9 B/ e( t
    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。! `  x# G# |: ^, b) n
    & K6 K' G* t: n  r7 g3 |
    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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    橡树村
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    开心
    2022-12-1 00:01

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    36#
    发表于 2015-2-8 12:13:15 | 只看该作者
    Sichuluanhuang 发表于 2015-2-8 12:059 i+ y5 `. L5 a& _1 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。% c6 u! C# \+ S! c8 x; M" A) X
    不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...
    & m- Y8 W4 f9 B' }  h, i
    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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    四处乱晃
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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
    ( e9 G* ], G0 P+ R0 w& A- p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。
    2 C  ?+ z& E7 m+ G/ Q1 p
    * m& \" O% i- |" o比如装置的体积略微大一点 ...
    ! i: r* G" Y* r  m
    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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    四处乱晃
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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
    4 G2 B7 M3 e3 N, n0 `+ n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 ...
    2 T  ?! \+ k6 H
    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。
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    橡树村
  • 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
    0 r( j$ v3 F* `7 g' V7 T8 f* g3 T6 `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 ...

    3 h2 f5 y3 t8 X9 U+ 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。
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    慵懒
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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 12:407 L# y# |4 C+ w9 ?- s
    看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。
    , z$ t. N7 }" X' w
    哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。
    4 y/ c: S+ `- Z' E, G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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