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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- Q8 c; ~- z% o" k% g
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 R- P7 t/ o5 g) c/ s) {

, K* P4 b7 L4 M) k7 v$ w比如装置的体积略微大一点 ...
9 `4 h) u# j% I- t8 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
    " W: W) b+ M8 A$ @! f+ R" \: Z' V  Q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 ...

    3 v+ H: K8 ~; {8 }/ q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。% v3 X8 E3 c* A" ^

    6 C. l- a  q- d! e( O* K3 P- o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。1 n5 k+ P6 b( B! K
    % j' V0 F+ E! l" I! m: C$ x' Y& A

    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
    $ N7 Y% [1 j1 K1 L5 ?8 a1000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 ...

    , G. r% \+ l; R5 G7 a+ D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" k, r; w4 F0 r1 Y* q& z, ]
    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。 ...
    . L1 H% N0 B; h6 A+ C6 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
  • 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
    7 W; |1 D$ {- B! p0 T( i' o4 B8 @/ X8 C多谢。成本呢?哪个高一些?# r4 P5 o4 `# e8 `) M8 y7 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。- p6 d* {$ o2 _- O3 Z6 e/ f
    ...
    % G: }3 p+ ?) M8 N* A. r
    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。) x* {0 i# [( c) u$ V

    ; T6 \; N0 H) o5 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% J/ M: @$ N2 x$ m3 Q: R, ]
    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 ...
      ?% J/ B7 f% t
    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
    % j( @! g/ U9 E1 U$ [( n8 Z+ 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 ...

    ! N' G% E3 t6 K5 s8 V1 k0 ~+ B拍脑瓜,拍大腿~~~~
    7 ~, [: s' D. o  @- g2 _
    , Z) N  w$ k+ X8 M) f: r- j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 6 ~6 r6 P$ a8 |$ Y3 v2 j
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:543 Z$ \! c  G& R/ `& _
    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 ^" R' J4 {" T+ }3 ^% Z
    # y9 R& N$ K9 S8 I( d
    晨大,不太对吧?
    . ?* t& Q; R( S- i1 s2 N9 `8 ^+ c; E+ T2 L- v) \  M/ 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。+ u8 |4 M/ ?# p2 k

    3 ?5 O$ E8 E6 P2 X' d+ F/ }' A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
    慵懒
    昨天 03:16
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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 00:043 c5 U3 d2 C1 `9 y% @
    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( ...
    . h4 f2 Y# ^1 Q+ \
    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$ J% `0 P/ G  ~$ D6 Y) J" ~6 Y
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:367 S$ w0 ]! B; I; z3 d. m
    晨大,不太对吧?
    $ C6 e. e2 J( e/ @& V
    5 T$ o8 f6 ^1 i# 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 ...
    2 F( M, X  i) d5 {- [: L
    ) P$ o+ j* f+ c4 @0 q; f! z
    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。! b" L. \3 ^8 H2 v, z1 m, Q% R1 c
    , M" o/ z' |" L' c0 J6 L
    连续线性系统的向量通式为. w+ P* H  {, j; k  Z- C! `
    X_dot=AX+BU& x2 i. N# J; W
    Y=CX7 F8 s# Z0 H4 n$ q+ j& j
    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。
    % R% o( _) k" o5 a2 [4 |- \/ M! r9 n* g$ n# i
    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。
    ! u  b' n9 i# V, x2 m6 t& }; B; Y" H8 I# H9 E
    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
    2 i, S7 a" \0 m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 ...

    # K+ \* O6 K0 W, W1 o; w看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。8 r* O3 p, ^1 {* |! Y  u

      j& G- O# e, p3 u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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    慵懒
    昨天 03:16
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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
    2 d, A6 y4 c/ S有控制专业的来说啦。
    ) C4 A# S$ I4 E- \2 w0 R0 U
    ! u) a$ W- j, \# q6 {  c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 ...
    4 ~3 \2 S" p/ i
    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。% z) G9 @& |$ R- E+ \% s
    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。
    - L+ u5 m8 _" c: L9 U7 u
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    : z2 U6 J7 b5 b5 R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 11:50
    / b4 Y, S' k. L9 p3 Y# Y( A" c5 Q看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。" `7 Y' B/ V* C5 ~+ u

    / D, ~- S) y+ U/ H* C' u5 R# ]对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    : c5 a) o/ J4 Z, b( Q, `8 X
    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 v; e3 O/ X! M4 U) Q1 ^- F/ Q# V. T4 }' \# d: T* P( O0 T5 T+ S9 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。
    # C1 U, g6 V7 m- d4 W# `* ~( b9 A2 T; L- c
    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+ J9 [6 E" d0 O/ O* p
    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/ U6 q; U# Q0 c8 @不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

    + d' \4 R/ N, x0 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!这个唬人程度超出我的想象了
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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
    ! G! L+ ]$ p, r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 M" t' W/ A' b5 O

    5 X. }% T- i+ {3 |9 s& a. H比如装置的体积略微大一点 ...

    ( y3 j7 {" \  k& R( R3 N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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    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
    , }! o0 Z& v  j, I+ b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 ...
    7 @3 f, E% I8 w" q) o
    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% f8 X% a, E5 B5 \. ?/ 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 ...

    * p9 [7 m7 W; V, @+ u' l9 K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, Z% W3 E5 V6 L# H; G
    看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。
    # D  c: H# w: a# I# |- _
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    * l9 u9 w* Q% S( K! ]( p6 t5 z# q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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