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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 08:198 z* x: Q! d4 |1 b+ V& a) o8 n
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。4 O; C: `0 @/ j7 {' p% Z* x
5 {! J( I! U. F& Z9 O( h
比如装置的体积略微大一点 ...

7 |1 C, b- r1 G# u8 |" w/ k5 x$ v1 d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 00:000 j4 q) \# {5 |0 p2 ]) f! 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 ...
    ; d; v3 v) y) `& M; ?0 W" b
    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。" }: g1 m" c! C7 E# L8 j2 q

    " h1 O# A& T/ Q& 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。) l" r; n, v/ Q/ F, I1 @

    ) a# n- l; F, m+ B2 m5 _

    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
    0 t1 z' d8 c  F+ R, L1000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 ...

    / W" v+ v2 ]- P) a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 23:509 c( M; G/ J7 a) G: s+ L: |4 L5 X. J
    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 Q6 [1 Z3 Y8 u5 M0 z
    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
    8 X* `5 ^( l: f! Q5 `' y4 x多谢。成本呢?哪个高一些?$ E9 H- X8 j2 N* k4 S
    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 U6 q. q( h4 }  r( x ...

    ' d3 ~5 ]9 t- X: w; ?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。
    " M8 j6 b6 P6 n  r! E) @0 N  @8 ]" u, t  c: ?# T
    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/ @8 g& w3 d0 m
    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 ...
    # C' n6 b8 ?  _
    斩波怎么能没有功耗?
  • TA的每日心情

    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
    , H$ P2 B* D; `7 t+ I! q' m. v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 ...
    3 z* R; d" @4 C  Y: v- ^
    拍脑瓜,拍大腿~~~~
    3 g+ Z8 J6 f; a5 M7 G" f3 a) t1 z" I/ c2 i; \! o0 [: h6 X
    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* n  s+ L7 v. y
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:542 f0 m. S* c# r) Q
    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, b1 o/ Z  e1 G. [  P( H. t. J: q5 E; ^! ^7 r0 ?* i
    晨大,不太对吧?
    * g8 {- p. N3 M) c8 _$ z0 M' n. O$ s& Z( x8 f
    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。
    0 A* ?$ @  H( w# z; u+ G& [! R7 C& [1 ?' g6 W6 \1 \7 [* ], _
    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
    擦汗
    3 天前
  • 签到天数: 2002 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 00:045 f1 m9 M$ O# ^. K; `) Y  X
    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( ...
    ( o7 U! m3 N+ W& Z( J; S5 v
    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
    & R1 [2 s7 A6 j  Q8 T
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    5 W8 B) U, {5 f6 _  S+ d1 G, k晨大,不太对吧?
    1 K6 H3 V2 r  y4 ]6 c- u
    9 m: o& z/ X5 o% N( 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 ...
    ' o# V( s5 c3 ?6 J2 R: Q/ t/ g7 ~
      w  G# R6 b7 |4 I+ {
    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。& Q# t1 B$ W, P6 M0 j  J8 D8 \: ]: Q
    * w1 ]& e& p: A$ A
    连续线性系统的向量通式为% _1 E- d" d* x! {1 b8 K, h- Q! g
    X_dot=AX+BU1 q( x# L$ ~+ s0 l, _' E8 L# t7 S
    Y=CX
    , D  i+ u% y: @, Q# J3 U, q+ [# sX_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。  f: ~0 p  `8 H, }" Y, b

    1 I6 z4 s- a( t$ j. Y2 d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。( Z/ H7 W) X; Z0 ~
    - h3 l- k6 _$ f- n
    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 11:149 b- c# v# M3 k, p
    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 ...
    ' |4 W$ L4 [1 B: b
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。) r, `2 S9 ~* E
    - h5 O) D+ w% y0 j' Z0 |
    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
    擦汗
    3 天前
  • 签到天数: 2002 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
    & i  L' v. @7 q1 b) x有控制专业的来说啦。/ A  Q  y9 T* Z5 R

    - b2 I) c$ o* K8 J  G+ Q! M3 Z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 ...

    5 s! B4 T5 N: z, e2 M* ?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。
    / ]' D8 q8 Z( v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。! l3 k% B# L9 z, Y5 e2 ]
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    4 @/ B9 X3 L9 ]; P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
  • 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+ k8 G! k2 a1 ?$ Q; `
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。: m% n) d3 {) O* x5 r% E

    ! B0 b3 u6 I* z( r6 {; ^/ Q+ `对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    3 Q& }- n' [9 P  I
    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。/ T7 G/ Q# f$ V6 V2 p& y: P

    6 m& t6 ?3 L1 I  F2 {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。
    0 m! Q2 S: }* p" U* Z3 y( e/ `9 ~: h8 k& m9 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。
  • 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
    , B2 L0 `; q7 o+ F2 x  c, s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 [% Q  w2 l0 K: g
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    - Y+ D8 c7 B) ?3 O0 w; M" ?
    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
    擦汗
    3 天前
  • 签到天数: 2002 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# E3 Z5 C& k9 ~8 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。
    % e: g) F, X, K0 M4 m) d! v* P/ y, Z5 N+ a1 ^# y
    比如装置的体积略微大一点 ...

    / E7 S5 }- C  Z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
    擦汗
    3 天前
  • 签到天数: 2002 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
    7 h( j# j( F! \6 T! ?" 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 ...
    8 P& d  m; \- F7 p% R1 S5 X, ^; I
    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
    # ]" l2 o. n( E) Q- r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 ...

    + [3 Z* N' q5 L" E, S$ G( V5 \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
    擦汗
    3 天前
  • 签到天数: 2002 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- I. D7 M  _* A8 j; T5 d% t
    看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。
    ( a+ u. ?; E. d8 _7 |' J
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    ' ^7 l) i+ N/ B3 n) B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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