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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 D+ \0 m8 y9 B  K8 ]7 l! D
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。  G- f) g6 W( S& s2 c# j

5 b, P8 p" w2 R9 o比如装置的体积略微大一点 ...

8 A, l  [; k7 S5 I! M# R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
    " ^  d" W& g% C! z0 c8 Q" _1 y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 ...
    $ ?, O& a1 f* u) P
    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。
    ' m( c2 e- ]; h' g6 y
    0 ^8 C9 @1 J8 C8 T* V2 e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。
    4 @% N  y% L0 [, i. F' E. e) B  _$ e$ o4 r4 v2 z: C" x" V

    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
    % A7 I( Y) R8 D/ X( G; ?5 M5 m1000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 ...

    , ~9 B0 o+ Y3 s6 J! m- c! @  {, K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
    * |" A9 R$ q  {+ G) }' L6 q. hPWM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。 ...

    2 i2 J3 d' g8 Z, o1 `" e3 Wpwm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
      L6 h0 ~; ~: q多谢。成本呢?哪个高一些?
    ' L- X  X1 h: U/ I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。
    $ ]- K7 M9 T/ S  ?' [# E ...

    9 [9 a& q) t4 w0 J7 X4 W4 R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。  E6 q  d: i  f1 E+ V* B
    + T. w" [2 |8 l% n7 w8 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
    3 v: t2 d4 m" F% g' opwm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 ...
    5 P- E* R" o5 A' k' t7 o+ p& A0 c
    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
    ) r; C$ X2 }8 ]& I, k1 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 ...
      i( P% e6 D9 P* `
    拍脑瓜,拍大腿~~~~
    - |/ g* ?; s; o5 ~. T3 K3 ~& I. w# L# z' n! T
    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
    7 p! H" J" x: o2 P% S
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    ; o2 i" n3 P. k% s; C0 \' o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 ...

    $ e0 y9 c& r  u/ b3 u. F8 u: y2 l% U* h& f- o% s+ {" Q" Y
    晨大,不太对吧?: a8 x* J: ?' B1 t
    " c: n/ I9 R4 K3 b9 l% x3 X
    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。
    2 C, W8 B7 l1 W  Z% q
    # h8 Y; X8 {% y6 {" M4 c" q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
    5 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
    " I" E" `1 w1 N2 j: U* JPID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( ...
    * V/ s% F4 |1 C6 K0 u$ |3 m8 {) ^
    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
    % L+ u# P( \; Z9 k3 L" ~* C
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36  N+ u- k& O5 L* i5 [# i
    晨大,不太对吧?
    : ?) p! }; J! M( m, k
    : x5 X' s. \6 W- k+ F' E9 e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 ...
    " u' a7 `3 I) B8 j/ y
    ( i# r# ?. I/ g0 y3 X; V
    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。
    8 a6 B& s. [9 d: U! {8 c% k. f
    + g" u. x( X9 b# {- \5 R; ?连续线性系统的向量通式为7 J% x% z$ t. a, h- G+ z# Y0 j& y
    X_dot=AX+BU
    " ^% n7 m, ], OY=CX! }& @7 S: f; Z8 b3 a1 f/ Z
    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。% a2 e6 u. s, z) d8 ]1 Y
    : n+ C8 L- T; C; l2 d/ m
    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。- K7 t5 s' I+ P3 e$ T& n0 G

    ; c' J9 Y3 h# \) |9 Z2 t4 }# U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
    ; t4 B5 c+ ?; A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 ...
    ; P3 L! u" [6 r) l6 z  r
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    3 q+ I. d9 }5 U  K  t
      C8 G; D! m, I' e9 o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
    5 天前
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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
    * t* Q/ @0 M1 C, \  [3 A有控制专业的来说啦。; {* r6 N# F" v- X  H

    6 d2 Q3 [: ?- T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 ...

    ! G' s; Z2 \/ `4 A; H+ 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。' j* B* h; X9 s/ c
    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。) Q+ j: ~3 l4 T
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    4 P; ~, S% C7 k2 x% v
    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 11:506 z; b) g" D: p" j9 X+ L7 C; p( G
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    ! z1 v* Z/ g1 d6 N! F
    4 B/ g7 i: ]; V  ?4 x  T  S对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    2 l; X4 [3 b# a2 ^6 \4 A
    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。) r$ U+ s% F( n9 M8 r
    8 i! f/ h% K8 ]
    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。* b, `  U4 h+ w- P" a
    0 ]$ e, w- F7 [$ ~) s( r* X" i. 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
  • 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" Q  t4 K3 z. p! G* Q
    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。
    2 W8 w6 @) }) i  J" e不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

    6 k( ]. h" W, [8 D; N- U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
    5 天前
  • 签到天数: 2012 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
    2 \$ r9 T9 Z, B. 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。; X) r- Y! Z  ]/ B- s0 y- M5 S& m
    3 V+ W0 L/ T2 Y
    比如装置的体积略微大一点 ...
    , O  G' o8 `$ _
    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
    5 天前
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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+ O) s( P* X9 T1 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 ...
    8 m; \, k  p3 n7 Q& f  u6 }
    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
    ) l4 v; d* M% E) x5 Z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 P' W$ ]5 j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
    5 天前
  • 签到天数: 2012 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
    . k! C. J' j7 [7 ]: I4 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。

    / o* I8 I- K" e+ [哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。2 v7 Z6 F: S9 g, V4 i5 _9 {
    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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