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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
0 j8 {, [+ g+ V3 ?% Y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。: p2 ~0 X) Y* F; d/ v# V

1 h/ \. `# G9 D" ]9 b7 K比如装置的体积略微大一点 ...
  B) w+ X3 O; \/ \5 ?' }
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- h0 Y% ^- F, M9 l
    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 ...

    , q$ P9 Z( g  N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。6 F# C* V  A+ C( {* J
    3 O8 G6 N) E! M" B9 \
    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。
    $ D3 k# h9 z# D5 n, m' X
    . r: ~! V2 s5 L* ~! i& P; Y
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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
    6 ?% a( {* x$ d5 t8 Y/ i1000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 ...

    ; j, E, _3 A6 A" m( [7 n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
    6 F  z: B6 @8 E" h  Y2 s; g% dPWM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。 ...
    3 @  q# i, n9 B" H
    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 15:46
    ( `$ ?$ ]8 B3 g- F2 ]0 n6 j多谢。成本呢？哪个高一些？# Z8 v3 @" g' Z6 l/ d% X
    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。
    # ]9 @9 Q6 ~- {$ ^1 L ...
    . n5 `: U* h) y5 ~. \3 o
    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

    • 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。
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    qyangroo
  • 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。( I3 s! {' u9 v6 L7 ^9 Z

    9 c/ u! b0 B0 h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
    4 X" h$ G+ [& z& Y* upwm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 ...
    % {- f% ~: U! 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
    3 A  o$ U  v# T! o5 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 ...

    4 n* \# K1 |8 A拍脑瓜，拍大腿～～～～5 C8 t; ]$ n6 H' [' y/ c

    ) |- M5 m- c% M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 6 `8 }$ t+ Q* r+ ?8 O, @9 H
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    ) B) k1 H! s. |+ m2 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 ...
    " @+ }  A6 t# Y0 y! A# L

    6 I# d  [+ C& l$ Z$ ]$ v# t0 R晨大，不太对吧？; y/ C3 r6 A- l6 p
    ! }- v7 c' n0 E" E4 D; I
    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。
    ( c! f8 g* K1 }; s) f# A2 O- {' P
    / r1 N7 h# \+ |; B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
    前天 03:38

    • 签到天数: 2041 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 00:04
    % g% v7 q) G6 f, {4 RPID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（ ...

    3 b0 g5 D! R$ Q! Q8 G1 y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

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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 % z# A' d4 R9 J  o2 f0 k9 m% F7 S
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
      h  b1 ^' p. A8 Z4 a2 x& c晨大，不太对吧？- d! J; y2 a% |* C

    ' j) a% p: |3 |; x+ G6 R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 ...

    5 E3 ~. I; G+ d: n& W- m' I, }4 s7 f! q& g# ~. \
    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。9 O- g3 i0 C7 g* M+ E
    . f& a2 f0 D; r; @' }6 f
    连续线性系统的向量通式为+ [' d! _9 `, P. x: z' l6 ^# M
    X_dot=AX+BU
    . j" q( c% B- AY=CX& P" d" O! @/ v6 A7 J
    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。
    # ?% y" b( D0 n  q" N& c$ L8 T) a, \- O1 q: _) u# T2 y! O8 [
    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。
    6 h- l! V  ~6 t! k: l5 q1 g2 X, j" 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
    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
    5 g- N) ~% v& a& H' w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 ...
    9 e! P5 x6 _8 d- j" B$ B. f0 f% o5 I, x
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。2 S% ^+ H; `- C( |$ \2 J
    . l$ M/ `8 W9 V, M& V3 R( L$ c: M
    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
    前天 03:38

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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( U" Z* H' [- [, f; Q
    有控制专业的来说啦。  S. H; A; w! H7 i! Q
    - t1 F% }" K  w8 L: c* G  m9 G, w
    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 ...
    & l  v5 _+ S3 _9 o
    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 @. x+ }5 R, 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。
    % _) J% B# O. a# }6 E
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。
    : t; ^1 y* ^+ F) L' H
    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
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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
      S% [$ l! V( Q( N& E看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。
    / B) n: j* r& ]" p: ]! l$ {  r) Q5 K# p+ L
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    1 ~. K4 J; l) y1 U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。+ V& P% i0 V; v) e, N  B

      N7 ]& c% J  f; p8 Z, V9 p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。, V7 W1 r  [" p0 e! |) D/ [

    ; l, {" i( V1 ~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
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    2022-12-1 00:01

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    36#
    发表于 2015-2-8 12:13:15 | 只看该作者
    Sichuluanhuang 发表于 2015-2-8 12:05
    2 Q3 @$ x' P( {( T3 B6 N0 g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。
    ' i4 _3 Y2 ]0 @$ k$ n1 P不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

    ; i) k! C' Y; Y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
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    怒
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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
    8 N# j  q7 l. _% m) t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. a, k6 G/ a" w$ @+ q5 V; m

    8 A/ L5 _, y, A- K& X) r比如装置的体积略微大一点 ...
    2 B  `. J! c: W% D8 h
    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
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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; [; C4 R& s4 a1 ~  {: l
    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 ...

    ( ~6 D: v3 ~( a& g: Z( w" a( H# M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

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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
    , n( o+ L9 h$ M6 G3 l0 C5 e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 ...
    : X* Q/ b. o  C. p7 W8 A+ Y3 G6 t& i
    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
    前天 03:38

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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
    6 d* O% h4 h. ~' p看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。
    4 I: I8 w) H7 k, n
    哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。: L6 R' U0 _/ z* J0 T6 v$ z" k
    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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