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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. X, D- ~3 j4 k- E! h
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。
0 T& U7 j( V+ B3 x4 a6 R3 S/ }3 q7 c5 G* t3 q; M. V
比如装置的体积略微大一点 ...

+ P% Q4 j/ S( ?1 W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
    6 l+ h( ?1 G5 J  q; h  Z) w* 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 ...

    . N! a% X$ @+ f. ]2 z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。
    ' x: h8 R: ?2 \( U9 ?8 T' W! Q, _# D; \' w' J
    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 z+ D8 b. D! \7 m  i/ M" A$ T2 \
    6 l9 ]: U, @7 I+ B; Z/ X; L) T

    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. [8 N0 [9 M& h
    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 ...

    0 ]5 R$ m7 I6 b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+ e( Q* m, G5 c, [- ?' y/ O
    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。 ...
    ) M1 ]0 z$ [$ A8 S6 Y
    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
    0 J) n* P3 W1 B+ ?多谢。成本呢?哪个高一些?( x2 v( g9 r, w2 f$ r1 R9 z
    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。
    8 e$ |/ r0 `( y8 w/ R ...
    ) `$ E% P: Z; e% r2 d& [. x
    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
  • 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。+ T& m- g6 ]2 b" s' ~5 T& E' S
    ) Y; W! B( i0 `2 \! Q9 X
    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
    . E; v# m" Y% G( J* \: Xpwm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 ...
    2 A" g# f5 h2 A+ q5 _3 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 00:13- {. w: ?+ @( j) L6 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 ...

    , a( N& [& m) ~0 E拍脑瓜,拍大腿~~~~
    & C- U7 ]7 M; P- J" P% k# j5 r: Y( i
    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 % H, t. h; J; z1 z! s/ g
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    . @8 U& i  q4 H# N2 L/ U2 ^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 ...
    8 @  T# |2 y& O, v2 u: a
    . B1 N  V+ `) t6 h- X
    晨大,不太对吧?
    5 c$ C8 P9 ^, g& w; \' E% q
    * X0 ~6 R; ~3 m; U  ~5 k& [+ S! e1 h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。
    - a' H) y4 b, T
    7 Z7 \  r6 r2 o4 a6 o; ^: J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 11:36
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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
    # H8 l- Q' e- `1 [7 d. Y$ Y5 ePID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( ...

    " x; T4 v5 ~, \0 h9 i; l# h9 }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
    ' R7 Z: ^/ X4 N& Y) l
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    1 u  `1 ~! T. s" X晨大,不太对吧?3 d1 r) o% N. i7 u1 q

    7 D! E, u! G8 ]* g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 ...

    8 x3 N. Q, o) C/ c6 P% a% ]) B  j0 x3 _* h2 r# d
    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。
    . E8 M8 a) v+ W- W* K2 P
    ( J3 q; P+ j1 j. _连续线性系统的向量通式为* ]; }& S! i. F3 _3 N( {
    X_dot=AX+BU0 J) T" g' t9 T1 M7 X& q
    Y=CX+ u. H. }9 \8 k# M" a) a
    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。% A# n) x5 q: |# U# M

    # Z# q& q& [4 Y9 L% [: B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。
    5 ?, @3 J* [. `3 m( }- u
    - B8 P5 j3 E: A# u( t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' P  U& i* ~1 ]* d9 Y8 U$ 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 ...
      l2 B- Z, u) Y  R' y, x
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    . E6 h# i( z) \
    , t1 y9 t" [' F1 g4 |0 s& ~% 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。
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    慵懒
    昨天 11:36
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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  |" m, [% b, \" d- m) N
    有控制专业的来说啦。- ^& b8 c% E" U

    + @6 @5 R. M% F' ]$ @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" W9 q* D) m! N5 v1 `
    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。
    : P! \0 F7 _3 _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。
    5 M2 W* J) r7 G3 p; W
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    * m7 [1 h9 P$ s. u& [' N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# G) ~$ ^2 a6 b9 l9 ?
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。- P+ X2 \5 @9 F0 Y0 x* `+ \
    ! H/ h7 ~- H! w1 }
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    3 y3 x% o# `0 U) `1 [2 C) J. p
    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。
    ) K% \. A: y" e3 ]0 \" G+ D+ G- X: |  Q) V; V
    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。8 E+ _) n$ p1 o5 E; {- \% F1 W

    ( J+ u- w" W8 Y* X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& U& A- s  p4 o% F5 v" O. j4 ^
    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。# y- L' F  U5 o) I
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    3 \2 i4 i; b3 L$ C, @7 h
    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
    慵懒
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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 n  c1 A% q* j& G+ ^$ y+ a
    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。
    / @& V% ~& p5 f4 t( c
    2 ?! G' `5 C2 t- J4 z1 V. w5 J比如装置的体积略微大一点 ...

    ( \$ K, c; v1 i6 W* R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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    慵懒
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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
    ( K, y$ n  i2 {9 I) s2 I7 W+ t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 ...

      I- d  G8 ^. `9 u& s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
    + K8 W, b, [# k3 X  z+ V( V6 X- y5 [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 ...
    5 f! N8 q1 W2 `3 p' l/ l/ \7 d  U
    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
    0 d: }$ I: k& N3 @; ]0 e. y看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。
    3 C3 o# E0 V  j
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。/ H+ _* V/ p3 O- o! d0 S
    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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