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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) Q, u3 J& P/ z5 ^9 n& X/ B
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。
/ K  \" B& m- O! s- i8 E. I: R5 m5 {% S2 G3 h& [  ~+ O
比如装置的体积略微大一点 ...
9 e+ V; V* i9 I% p" g4 x+ o4 }: 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
  • 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
    3 s7 N3 {4 r8 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 ...
    : {6 X/ e& U9 {( v% y& J. {/ y9 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,毕竟成功的例子太少。
    6 ]  j: E) p: d6 v+ H
    5 @5 B2 D, C& F3 k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。/ C  f, g$ |; k5 i+ J

      G  }. g! ]! t" ~+ e5 O! ^+ Y/ |

    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
    " D1 P( B4 k! o1000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 ...

    ! u- D. a1 a% R6 y$ C! D: @- {* w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
    & K1 }* d+ n( h+ |# e; z7 ]' f( CPWM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。 ...
    * H+ Z, t4 @' i- N1 m. O4 \
    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
    ' G9 R4 b- j7 l6 C' G/ {多谢。成本呢?哪个高一些?
    8 _: E6 B+ q1 ^; 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。
    * Z; `+ ~: R9 w ...

    2 d3 k( C) K( d: e- O; ~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。& X8 O/ N& y4 n% G* y! T

    & A) r, _! X4 T9 p+ R7 W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
    - f# k# D, x" y* q6 Upwm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 ...
    $ G  A; q$ `$ ]! o: o  @
    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 00:130 g# e# b3 G0 V# v2 ~
    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 ...
    ) Z* B2 i- U) f$ H7 v
    拍脑瓜,拍大腿~~~~
    - U/ C2 ~5 U, v- y- |
    - b* E0 d( B) L" j; ^6 k8 T6 f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 ; W  X) E  A/ x  Z" C/ a
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54" ^! x4 C  V6 o. q! 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 ...

    % i4 A; p. p4 F  T# R: G6 K% M# t1 {( S2 {( ^
    晨大,不太对吧?
    + _2 c& w4 T# u% ?4 X2 M; K+ U7 G* N% w" c8 l' 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。
    * R& A& k* Z' J7 m$ D1 b
    / I$ b/ S3 R" ?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
    2024-11-22 06:26
  • 签到天数: 1866 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 00:048 O/ s; ]1 e. M
    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( ...
    % c1 X) z" x$ V* Q$ g8 t# n
    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
    * I8 ^; s+ Y4 ~3 o
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:363 i4 [# L3 A+ A" B
    晨大,不太对吧?
    9 z! @' R( K; L' j; A$ z& N, i9 `) U& t) U6 [: k: 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 ...
    + D2 I; w0 J, R4 A" G- |$ ^; `! b6 i
    : U! y+ N! B8 Q" }
    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。; [* W; n+ c' v$ L' k* l) `6 h- w
    - ~1 M$ j" k9 T. R- {+ ?
    连续线性系统的向量通式为3 Y# Z/ W' B% |7 [" n, S
    X_dot=AX+BU& l7 r" |( `- G1 h: @
    Y=CX0 l; _( W, v% j1 \
    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。( b0 k. V! c% V& k

      s( F  K7 c+ y7 {" B" 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。1 m' ~, Q) C9 h- j% ~" [0 o
    7 r2 ^0 E) G# a2 O. }! z
    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 11:142 @6 \( z# f$ |  Z2 c( 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 syst ...

    2 e$ \3 S4 G9 }, Q/ W8 `; }看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。* W) {0 U* m  q7 o# M4 W  F. U

    9 ^+ W( f! t: N2 S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
    2024-11-22 06:26
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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 19:582 q) O) L2 ?: R5 k; i# a8 Z3 W
    有控制专业的来说啦。
    5 T, @3 X5 F0 e! ^) z7 i2 q1 w' G2 c8 |# ?% V& x
    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 ...

    , `! R+ I9 a: ]! o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。3 y4 m& V) W* g) z
    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。* B: H. g2 e" ~- H4 z+ i: W# i
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    2 l9 M/ _9 ^$ z& l) Y8 o  D
    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
    4 p5 i: m9 ?; i( G% E) b& R看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。' ?# u' [. Y4 ^4 J% U
    - b" i$ s$ M- p% F& p
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    ( C; y4 U3 h! I$ s4 _! b3 _
    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。$ U  z! c# \* Q5 d

    , u: C, t- e( V3 Y1 a4 A2 b7 ]3 A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。+ V: `1 ?) D, }; t$ U4 v. r
    / r2 [: `+ M! D& \/ y
    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( c3 k' V# K/ r% R& G- S; 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。
    : H( G5 V6 \' V' D; v不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    * j% T" C' n# O1 x
    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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    奋斗
    2024-11-22 06:26
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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 22:193 E4 n- E/ \9 Q& G5 s2 m. U5 O% q
    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 q& x7 E, X* z+ l8 k# i3 C9 a* A% e7 C9 x( v" u
    比如装置的体积略微大一点 ...

    : i, j- e# Y5 s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
    2024-11-22 06:26
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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
    ' N  u( z) |( v! L4 n# h/ Q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 ...
    , u5 n, J4 B- j( T9 o; 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
  • 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: z5 D2 e8 b9 q! K4 J
    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 ...
    9 r/ ]7 _+ K: E/ ^( M# N$ }
    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
    2024-11-22 06:26
  • 签到天数: 1866 天

    [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
    - R/ Y, G+ L3 v  O2 ?5 E3 M7 _9 z" 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。

    . @8 b/ F; q, H2 d哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    % g  ^% ~/ O3 k; Q& H5 k1 R* O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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