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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
  @1 P& y1 b6 z  A8 P) C0 L2 E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 f9 c% k2 F# o  B8 r
6 O  l3 H. @+ I5 y  H2 R0 m- a比如装置的体积略微大一点 ...
% B' H% Z' z0 G) {7 L+ K2 S& t- _
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
    . j8 E/ _5 W, S7 s. i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 n  X1 n1 d" S& C1 i8 X7 Y* n; W# 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。4 H/ u9 K5 ~) J) {, G
    , l; q+ D! c: @. G& l7 B
    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。
    " B0 h' H: d( O" c  e# ]' @% D9 x9 a3 D- q$ U( B) S( e- 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 09:073 ^# H8 _" t! s% p/ R- 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 ...
    3 l8 E& Z  n3 |) Q* E& @5 X
    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. j& o9 p* ?4 y" d, m7 Q
    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。 ...

    6 C( K3 H9 l4 d9 Y  ~: Ypwm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
    ! e( y; e" b/ H* w  `. r/ g多谢。成本呢?哪个高一些?9 a! A+ N/ r8 ?5 x6 K4 C
    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 q* x8 \+ Q( `( d" O ...
    ) Z# p; x1 L. Q8 W' j- o6 p
    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。
    / C/ p+ H' L1 I& V4 M  ]4 C
    % H# C: G+ G! f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- m4 I, ?+ b$ a& c9 J6 r# w7 q( K
    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 ...
    + h, N1 X$ H5 z& j
    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
    7 S% W5 `+ f* \( 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 ...
    : \  M% W4 k% t2 b2 b4 \
    拍脑瓜,拍大腿~~~~; \1 d8 O# J- l, V( R0 K
    3 j4 E6 k3 d: I
    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
    0 a2 K; c8 U; `* ^
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    9 T! G; C& f8 q+ J; V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 ...
    % O6 T% S2 X5 T' o8 V+ K

    + |4 z& M9 h0 `/ r3 r5 G晨大,不太对吧?
    ; E0 k; [) R: T
    " W- d* q' D& {; o# K3 ?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。
    6 H/ z+ d& _* p4 a3 b& Q' \5 t9 \* N4 A; `, s+ x4 m3 P6 v6 d
    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
    2025-4-4 04:08
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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
    : A, U. r* m6 g- y' |; J% TPID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( ...
    : O$ {  T" X( s4 k6 y0 Z( T' E
    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
    - H% c3 m6 t2 Z# N- O6 e0 e
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:367 C6 P2 C8 Y2 S# p
    晨大,不太对吧?# i. _+ e2 p6 ~$ u
    4 q* ]5 t# l& k- }1 D8 z
    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 ...
    - ?0 d2 C4 [, `( c0 e

    2 A- A- \) w8 k+ I) 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 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。
    " J" e, z1 b% z( e
    : l; A/ C% ~3 y1 X  e. T连续线性系统的向量通式为) D- W" W1 E/ e, x) u9 B9 F
    X_dot=AX+BU# k4 G8 W* {7 P6 e8 G% a
    Y=CX
    ( d1 C) \3 d& H/ x4 YX_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。
    - t" I9 o+ c. ^& N6 c0 \2 `5 U/ L; N& ~3 X
    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。# i: H0 L6 W( B8 X1 f

    6 F& \3 q  g, b# t1 H! v. 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
    6 J' Z/ `$ ~; ~8 _' f3 N7 E4 T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 ...

    + t) P5 `+ K) _6 z. B# J7 q0 T% G看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。  D2 M% }& ?4 \' Q9 `2 z1 B

    # S7 l  _% |  C8 Z( @& W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
    2025-4-4 04:08
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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
    " @+ Y' J# y0 Y) T- n" Y; F有控制专业的来说啦。
    9 G, |9 w( j. w! b
    % m4 i: V$ Y( n. U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 ...

    2 V* X$ d3 R7 L0 _9 Z" F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 a0 O0 ]9 `: j
    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。, v( ?1 k) s9 n8 f- `& H
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    - s* e* a  j2 o, m* m# S' 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。
  • 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
    / ~$ [- U3 B' n3 r看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。& @0 R4 ~6 J: s# X' b) E: o! m: y

    " k9 {6 x7 V' N# r对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
      T- J% k) N6 s6 M$ a$ E  ~! v& V5 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。; I$ S& w, b5 z2 A! k: F& B
    # W6 v; Z: B% h
    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。1 [3 g% i2 l' Z1 ?

    ) n5 [! m' g. n. {. t5 o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
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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# v! P! F" b& ]! p- L7 [1 j7 L4 ^/ M6 `
    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 X- F! p2 n9 b
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

    5 ~6 r/ N, W7 R/ }9 t+ b& Z; j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
    2025-4-4 04:08
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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& F& c4 [6 ~9 ]) 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。
    - J5 [% y0 _! \. M/ b2 n) W- K
    $ C" _! i: a( [2 R. j' V比如装置的体积略微大一点 ...

    6 b: G8 I4 b8 e8 I7 K8 J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
    2025-4-4 04:08
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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+ Q8 Z! C8 x0 l" d
    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 ...

    5 {5 C; d& W# l& ?. T6 D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
    ) |( `, k+ H2 O3 G5 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 ...

    0 N- h$ y8 D& t4 Y- p" q$ A4 \  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。
  • TA的每日心情
    奋斗
    2025-4-4 04:08
  • 签到天数: 1914 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 12:402 @( r! U) M; ^, a& w$ r
    看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。
    & l+ i# k) n, b" y! P
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。* @  I% P6 D! ?
    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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