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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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晨枫

该用户从未签到
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! r: y7 \' a1 @
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。
9 p5 ?1 d) I9 p% ?9 ~% ?$ }* {0 R' e+ x
比如装置的体积略微大一点 ...
* v1 I* M% I5 w0 h, G& |1 [) S, Y
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……
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橡树村
  • 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
    , @8 `* R6 Z& j! l2 U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 o. P) y% l* h' W. G4 @* k: L- 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。
    ; j# e3 L( Z* C8 E" c6 }
    & k" l# T. V6 `; h  Q0 _9 C( n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。
    - U5 l3 U% [- J. x8 K, G
    $ P. @; v% E4 D( X, L% _
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    晨枫

    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
    ( l4 |3 Z& I+ Y+ Y. q5 B1000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 ...

    7 I9 t, J# P& S( o0 ^7 K1 ^8 ?8 t2 H; d) c+ |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。
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    穿着裤衩裸奔
  • TA的每日心情
    怒
    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
    + U' s0 `: g8 T9 E9 k. E8 ]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。 ...
    . _8 ~8 v) A  s/ W  ]1 r+ O/ V+ L# S
    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
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    穿着裤衩裸奔
  • TA的每日心情
    怒
    2020-3-6 00:28

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    [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 15:460 i# X# ^& z# o8 |: |
    多谢。成本呢？哪个高一些？; x( ]; q- F  h
    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。
    6 k* A& z; e3 Y0 h ...
    9 B1 D1 R" K8 G2 W: D1 b% @
    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
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    qyangroo
  • 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。
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    qyangroo
  • 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。
    ) T9 U% Z. M# y) A7 R; P( }% i! b. L; i3 g, Q" ^
    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。
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    晨枫

    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
    ' K( _) m7 }; F3 Lpwm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 ...
    3 @: G: P6 G& H, r/ ]6 S$ {) b
    斩波怎么能没有功耗？
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    燕庐敕
  • TA的每日心情
    怒
    2020-11-20 06:24

    • 签到天数: 1618 天

    [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
    6 A8 m% g4 ^* b& M+ u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 ...

    ) C6 q- T8 s# h: G% |拍脑瓜，拍大腿～～～～
    , l3 N+ E' T) h% ^) e3 T! q8 d$ _, H- l" X
    决策的方法多了去了。
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    沉宝

    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 {6 H* ^" e) B' h3 h3 f  h
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54! V1 H6 s2 F5 ?; p
    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 ...

    ( K% D% [* b' L9 D1 |2 e4 o. a* a) h+ r" g
    晨大，不太对吧？
    + |" l' z/ _3 I. c6 i6 A( C1 ^
    $ |2 C' K& Z, @4 P( x0 m7 E' F* 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。
    ' W. `" b: h8 G! Q3 C! m! \- b/ ~* ]; m, _0 e" E; B# T
    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。
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    怒
    7 天前

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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
    / v+ c) F" T& I$ s. z5 ?9 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（ ...
    $ I4 I. d7 T: p) u6 Z3 A# l
    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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    晨枫

    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
    $ o; b- Q% R# [7 a; X' q
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    * W4 ~2 G9 Z+ z! K, I  a5 O) T8 n晨大，不太对吧？; q9 o% ]0 w$ @2 a! x* y

    # i2 Z3 w, }% v: E+ ~9 e3 Q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 ...
    : t: t9 E# a% _  B+ }; ~# a

    . L  s3 h, D, [3 V7 r5 R  O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。' D5 v7 G( s/ `8 c' e7 z
      B3 p6 i. g- U
    连续线性系统的向量通式为! K, ^2 e) w4 h9 J" j, M
    X_dot=AX+BU- ^7 i7 b7 M8 ~9 z- I0 ^! g
    Y=CX
    ' P" j; w6 l& D6 O0 J+ d# v; dX_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。2 c3 i- n5 Q3 o' P7 {
    # H. @7 h* \( a' v+ K" p. L
    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。
    ' m1 A4 k1 w$ l- Q9 Y
    - c$ o/ l( H8 q4 F3 F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
    晨枫
    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
    四处乱晃
    涨姿势: 5
    看到符号就头晕，看不懂。  发表于 2015-2-8 13:18
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    沉宝

    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
    0 R2 W' p' ]! 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 ...

    3 L4 c6 D3 G: _4 E看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。- Y" K! {; ], w( U& R% L! m

    + Y0 }3 A7 ^) C1 @( H1 x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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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    怒
    7 天前

    • 签到天数: 1984 天

    [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
    3 O/ r4 h$ f+ O6 g1 Z3 d有控制专业的来说啦。
    * L" e! w# K" m/ P: h- K4 h% V* @; N
    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 ...

    + X& f" _  k$ p0 G3 S1 L, M8 y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。
    6 h8 ~+ e* _: X# t# P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。
    0 P5 g% T8 c# N( x& z7 \
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。
    3 y. O* |0 E9 L6 _4 `( T& {
    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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    橡树村
  • TA的每日心情
    开心
    2022-12-1 00:01

    • 签到天数: 2488 天

    [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( m3 |0 W; G$ U2 H$ B
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。# T" \9 l  R- I0 A2 b- C

    ) e+ F/ ~5 u7 A: M0 E4 j对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    0 H1 @  \$ y# q9 q- o. ]  t
    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。  u8 ]+ z8 R) M% I0 U% f
    % {' a! }3 |, K, ^1 f) 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。4 j  M6 R1 @; m. Q

    # g1 \" Z; b# A; H2 f6 q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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    橡树村
  • 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& y8 v1 R& _' {" 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。3 ^3 C5 d& |8 A0 t4 o" |" _# Z" I7 P
    不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...
    , c, t. }: g3 e3 q$ {, A" b+ p' ^" |
    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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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    怒
    7 天前

    • 签到天数: 1984 天

    [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
    ( c# a6 G+ c$ @& W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。, S, R/ G# C" O2 a, Z

    . I$ O& n  y8 d2 f3 u比如装置的体积略微大一点 ...

    " h8 j9 u' ~5 V9 {0 s8 V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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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    怒
    7 天前

    • 签到天数: 1984 天

    [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
    8 q# c) M* P; d* y  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 ...

    5 T4 b2 Z9 d, i6 f, v9 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。
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    橡树村
  • 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 12:297 j! w! q" V  o. h  p
    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 ...

    , `" ]: q: @- f/ l$ v. C1 [看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    怒
    7 天前

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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
    * ~# [; \8 y+ n2 H* n# o看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。
    $ p/ T3 H: o; T1 J
    哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。
    : h0 _; B* b& o, L% J5 m! n1 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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