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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; _, G2 B- f1 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 ~5 ]4 y1 Y; }4 W" c  J9 |# M. M+ Y7 v7 R1 h

6 e# I8 c% U3 P比如装置的体积略微大一点 ...
: x. h* N2 X% Z; j" j, ]- b
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
    ( p, g  o9 U% Y2 J9 M4 K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 ...

    2 V  J, w! O1 E8 j) V# 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。
    ' H% J& O7 ]# j9 Y5 q) S& T
    0 ?" K9 C$ v( O5 p6 t' k, k* i9 U# |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。
    3 ]0 |/ N0 X/ K( i2 Q  _: @7 ~5 Q+ J" r* @. B

    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" e, X, H5 a; [% h; O& C
    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 ...
      ~. n) P8 }5 h1 A# _* J
    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
    ! c0 s: R" z, O2 {; xPWM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。 ...

    . E+ b' @4 h  s  z% x2 hpwm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
    4 z, @& d- n7 }# ]  i多谢。成本呢?哪个高一些?
    ) M2 y- s% Y/ w) e# `+ w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。! A, @1 \7 [6 j" K5 V/ X, V
    ...

    8 v' j8 U( g7 s" m8 e; 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
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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。
    " T& r3 r) X# E9 b+ i6 ]* H$ `/ F6 J( q4 E5 B
    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: A- G0 l0 o: k$ u' h0 M
    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 ...
    ( M" m& c7 ^0 W6 r
    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' E6 I8 Z& ?# J0 l. \$ v# _! x0 d0 ]
    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 ...

    ! C" Q  W5 f8 |$ @1 P4 ]' V拍脑瓜,拍大腿~~~~8 k9 O  R6 }  t  q  A' I7 v

    . T/ F, s  g) q& y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
    2 f. C1 _* D/ T
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:548 J$ i1 j0 U7 J# x) ^# k0 [( b
    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 ...

    " y6 _" R( W: Z( p8 t) g! W# G& j6 K
    晨大,不太对吧?' U* Y8 `  q/ W$ ^
    2 |2 ^4 x& W- P' t& B
    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 f/ w) i$ e0 Y; ]) {7 b# \% ]. g! D2 s: U+ n6 ?8 Y
    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
    前天 04:06
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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 00:044 G7 M" }7 o- S* V7 K' a9 `
    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( ...
    3 y. m. N5 b# [7 |' |/ _/ i' u1 A! v+ T" B
    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 " w  Y8 a% `5 X3 E: X
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:368 K; a! F  _* V/ b, y0 R
    晨大,不太对吧?0 A4 O1 D. v( l6 Z) @, W
    5 n( k; z. [6 w& Y. A: }( y) d$ S
    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 ...
    " |* c0 l9 Q1 b; @( W2 A4 [2 Z

    $ R, P+ g+ q3 g% e7 L( 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 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。
    ( ]% f7 z, R$ n* @& o2 {) G$ r, V! N. A3 v7 }. a
    连续线性系统的向量通式为
    5 w+ |( }5 k! hX_dot=AX+BU
    6 Y/ Q/ o* k) i9 W( i' vY=CX
    7 R  [: {* @7 X; }7 |$ v. x6 GX_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。
    : Y( W6 X/ y6 j3 K8 y$ r' Y1 `8 O
    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。" l( w9 k$ U, ]8 Q9 u5 S
    9 t5 l# m9 ]' F5 M1 d
    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 11:149 l/ B8 I1 z5 v, s# s( y
    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 ...
    / S" t6 m& a% D
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    ! o6 A* v; B, S8 A( u) m0 f5 Q! b5 j. F8 ^% {5 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
    无聊
    前天 04:06
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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& K' r) v" T( x8 o# E/ O9 m! A有控制专业的来说啦。% V* B* ^% z9 N8 e

    $ I8 U* a: e: \$ X8 y4 V/ o; _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 ...
    & s" S5 o$ x! @( v: I: b  M* ~& f( Z
    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。
    5 p1 U; J0 v. j0 z+ |5 ]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。/ s" {% P4 j; f4 ?% L$ \4 T  Q8 \
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    8 S9 V5 J7 u5 T1 _9 z9 |/ o/ b8 Y
    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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    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
    8 }3 G1 f0 W: I看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    , d( C+ D3 z2 y6 f9 u. \! K2 C3 Y6 n
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    6 \0 t$ c0 K1 n$ a$ i
    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。2 Z$ q  v- `! R5 T0 k, W7 D4 }
    . X9 j& j% w( t5 O% O4 {9 Q- P
    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。
    5 _# P6 j% K* u2 p  E$ i- y* K3 r
    % N( J" H! g( ?4 w0 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
    % }! G. ]7 c5 A" [& 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。% Y7 @* S$ K/ \' @
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

    8 A4 X% ?' i/ v7 c7 r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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    无聊
    前天 04:06
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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 22:191 m; {2 R6 P+ V: x0 i6 s
    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。: ?" ^5 K$ {# f
    3 a! U/ q& Z* B0 [1 x
    比如装置的体积略微大一点 ...

    ( @7 r. g) I2 j0 Q' ?6 `, y0 i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
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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
    : {* H- e6 W/ g6 E" v5 t, Y% S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 ...
    9 b: J% t+ _8 K: j3 l
    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
    " q7 u) Y' x3 R7 G4 t. Y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 ...
    $ }- K* K0 V% V0 x2 k* H
    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
    无聊
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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
    - o+ _$ L. V1 u) V' A' @看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。
      k% U( r& g7 K
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。1 V% Q  J0 @9 [
    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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