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百度文心一言在開發高真空度精密控制裝置中的應用案例

作者:上海依陽實業
百度文心一言在開發高真空度精密控制裝置中的應用案例
摘要:本文采用國産版本ChatGPT百度“文心一言”作為一種輔助工具,針對超高真空度精密控制裝置的開發進行了初期的技術路線設計,對話調研的重點是了解可調節式微流量進氣閥門和可用于連接配接非線性輸出信号型真空計的PID控制器。總體而言,目前的人工智能技術所能提供的幫助十分有限,還無法替代研究人員的基本專業能力以及網際網路技術的應用能力,但比較适合用來進行某個未知領域的入門級學習。

1. 項目的提出

ChatGPT做為全新一代知識增強大語言模型,使用特定的學習算法,可以用于對話方式的頭腦風暴。正如最近的文獻和各種報道所證明的那樣,這種大語言模型的人工智能技術可能會給衆多領域帶來一場革命。然而,考慮到目前圍繞這種人工智能技術的大肆宣傳,也可能意味着對其目前能力存在着錯誤認識,雖然ChatGPT的應用範圍似乎非常廣泛,但在工業和科學界也存在一些問題。

最近的很多報道都提出了一個嚴重的問題:雖然生成性聊天機器人是未來的變革工具,但大多數職業都需要快速解答來解決不确定性所帶來的問題。聊天機器人有時會給出看似合理但完全錯誤的資訊,這也是一個嚴重的問題。然而,無需置疑的是該工具可以加速研究,改善工作流程,降低語言障礙和展示新的想法。

為了解ChatGPT能否有效地幫助儀器裝置的研發,我們參考了有些文獻中介紹的方法和途徑,采用ChatGPT國産版百度“文心一言”研究ChatGPT在研發中的适用性,其中我們的重點是一個工業技術研究的主題:超高真空度的精密控制。問題是:ChatGPT能成為儀器裝置開發人員的工具或有用的夥伴嗎?本文介紹了實驗方法、使用聊天機器人進行的查詢以及對結果的讨論。我們工作的主要特點是展示了基于大語言模型的人工智能在未涉及的自動化控制領域中的适用性,并且我們的發現可能有助于從專業工業領域到教育和學術研究應用人工智能的讨論。

2. 實驗資訊

我們想調查ChatGPT是否可以幫助我們開發各種儀器裝置,我們的案例研究是超高真空度精密控制,這是因為超高真空度控制技術是最近在半導體行業(如鍍膜、沉積、封裝檢漏、光刻機等)和儀器裝置(如質譜儀、電子顯微鏡、加速器等)逐漸得到了重視。是以,聊天機器人可以在此超高真空度控制技術主題上開展工作,這從實際的軟硬體開發角度來看也是十分有趣。此外,該主題的複雜性足以測試這種大語言模型人工智能對問題的各個層面給出答案的能力。本研究涉及以下幾個技術層面:

(1)統一對超高真空度的定義和了解。

(2)對超高真空度控制裝置進行分解,如分解為傳感器、控制器和執行器三部分内容。

(3)超高真空度控制方法。

(4)傳感器、控制器和執行器的選型、性能名額和功能要求。

(5)通過參考文獻和專利擴大視野。

采用國産版ChatGPT百度“文心一言”的具體工作流程如下:

(1)文心一言是通過第一個查詢來引入問題:真空度一般如何定義,分為那幾個範圍。這個問題是一個一般性問題,以了解機器人對超高真空範圍的了解,并為後續工作界定範圍。

(2)之後,更具體的問題被問及:超高真空度控制裝置一般由幾部分組成,各自的功能是什麼。這是為了讓機器人進行項目分解,以便後續針對每個部分繼續進行查詢工作。

(3)然後,機器人被問及:超高真空度控制方法有哪些。這是此項目的關鍵内容,這決定了開發工作的技術方向和具體技術路線,希望通過機器人的幫助能更全面的了解超高真空度控制方法,盡可能避免技術層面的缺失。

(4)機器人還被問及超高真空度控制裝置中各個部分的廠家、型号和技術名額。

(5)最後,機器人被提示提供一個文獻綜述、相關專利和其他參考,包括DOI(數字對象辨別符)号碼。由于機器人的性質,這一步是在我們的查詢結束時完成的。一旦戶建立了主題,機器人就可以更深入地讨論這個主題。

上述工作流程如圖1所示。

百度文心一言在開發高真空度精密控制裝置中的應用案例

圖1 在超高真空度控制裝置開發中使用文心一言的工作流程

3. 結果

3.1. 超高真空度的定義和範圍

提問:真空度一般如何定義,分為那幾個範圍?

文心一言:真空度是指處于真空狀态下的氣體稀薄程度,通常用“真空度高”和“真空度低”來表示。具體來說,真空度等于大氣壓強減去絕對壓強,即真空度=大氣壓強-絕對壓強。絕對壓強等于大氣壓強加上表壓強,即絕對壓強=大氣壓強+表壓強(-真空度)。

在真空技術中,通常采用不同的範圍來分類真空度。例如,低真空度範圍是指壓強在101325帕斯卡以下,中真空度範圍是指壓強在10-1~10-6帕斯卡之間,高真空度範圍是指壓強在10-7~10-9帕斯卡之間。

需要注意的是,真空度的定義和範圍可能因不同的應用領域而有所不同。

評述:從上回答可見,機器人按照低、中、高三級對真空度進行劃分,将超高真空度劃分為高真空度範圍内。

3.2. 超高真空度控制裝置的主要構成以及相應部分的功能

提問:何為高真空度控制,高真空度控制裝置一般由幾部分組成,各自的功能是什麼。

文心一言:高真空度控制是指在更高真空度下的壓力測量和過程控制,高真空控制裝置一般由以下幾部分組成:

真空壓力變送器:用于測量真空度,将真空壓力信号轉換為電信号。

智能化控制儀:用于接收真空壓力變送器的電信号,進行資料處理和控制輸出。

氣動閥門:用于控制真空系統的進出口閥門,實作真空系統的開啟和關閉。

連接配接管道:用于連接配接真空系統各部分,保證真空度的穩定。

其中,真空壓力變送器是高真空度控制裝置中的核心部件,其功能是将真空壓力信号轉換為電信号,并通過智能化控制儀進行處理和控制輸出。智能化控制儀則是高真空度控制裝置中的智能化核心,它可以對接收到的電信号進行處理、運算和控制,實作高精度的壓力測量和過程控制。氣動閥門是實作真空系統開啟和關閉的關鍵部件,連接配接管道則是保證真空系統穩定運作的重要組成部分。

需要注意的是,高真空度控制裝置的具體組成和功能可能因不同的應用領域而有所不同。

評述:機器人的回答完全準确和比較詳細,這也為後續工作進行了内容分解。

3.3. 超高真空度的控制方法

提問:高真空度控制方法有那些?

文心一言:高真空度控制的方法主要包括以下幾種:

使用真空泵進行抽真空控制。這是最基本的控制方法之一,通過真空泵将真空腔室内的氣體抽出,達到所需的真空度。

使用壓力控制器進行真空度控制。壓力控制器可以監測真空腔室内的壓力,根據設定的壓力值進行控制,保持真空度穩定。

使用雙通道PID控制器進行真空度控制。這種控制方法具有更高的精度和穩定性,可以同時控制真空腔室内的壓力和流量,以達到所需的真空度。

使用電動針閥進行進氣流量控制。通過調節電動針閥的開度,可以控制進入真空腔室的流量,進而控制真空度。

使用材料選擇控制。選擇适合的材料可以減少氣體的吸附和釋放,進而提高真空系統的真空度。例如,使用不易吸附氣體的材料,如不鏽鋼、鋁等。

需要注意的是,不同的控制方法具有不同的優缺點,具體選擇應根據應用場景和要求進行綜合考慮。

評述:機器人給出了一個真空度控制的大緻輪廓,但還不夠具體,還需根據上述回答進一步追問。

提問:超高真空度控制方式有那些呢?

文心一言:超高真空度控制通常是指在真空度達到10-7~10-9帕斯卡之間的控制。以下是幾種常見的超高真空度控制方式:

使用分子泵進行抽真空控制。分子泵是一種能夠将氣體分子抽到真空腔室外的裝置,其抽氣速度和抽氣效率比機械泵和分子泵更高,可以達到超高真空度。

使用低溫泵進行抽真空控制。低溫泵利用低溫表面将氣體分子凝結,進而實作抽真空。其抽氣速度和抽氣效率也較高,可以達到超高真空度。

使用離子泵進行抽真空控制。離子泵通過離子束将氣體分子電離,并将電離後的離子抽到真空腔室外部,其抽氣速度和抽氣效率也很高,可以達到超高真空度。

使用電子束蒸發進行真空度控制。電子束蒸發是一種通過電子束将材料加熱到熔融狀态,并迅速蒸發的方法。通過控制蒸發速率和蒸發面積,可以控制進入真空系統的氣體流量,進而實作真空度控制。

需要注意的是,不同的超高真空度控制方式具有不同的優缺點,具體選擇應根據應用場景和要求進行綜合考慮。

評述:這一次機器人給出的超高真空度形成所用的真空泵類型,但對控制方式還是沒有明确回答,繼續追問。

提問:在超高真空度控制中,壓力控制器的具體功能是什麼呢?

文心一言:在超高真空度控制中,壓力控制器具體的功能是監測真空腔室内的壓力,并根據預設的壓力範圍進行比較和分析,然後輸出相應的控制信号,以控制真空泵、閥門等裝置的動作,進而實作對真空腔室内壓力的自動控制。壓力控制器可以與壓力變送器、電氣轉換器、電氣閥門等裝置一起使用,實作高精度的壓力控制,以保證真空系統的穩定性和精度。

評述:都是一般常識性的内容,回答正确。

提問:在超高真空度控制中,雙通道PID控制器又是具體什麼功能呢?

文心一言:在超高真空度控制中,雙通道PID控制器是一種具有兩個獨立PID控制回路的控制器,可以同時對兩個不同的控制變量進行PID控制。雙通道PID控制器具體的功能如下:

采集兩個不同的壓力信号,例如絕對壓力和表壓,并将其轉換為電信号。

根據預設的壓力偏差範圍,對兩個壓力信号進行比較和分析,選擇合适的控制信号輸出。

根據選擇的控制信号,雙通道PID控制器會輸出相應的電壓或電流信号,以控制真空泵、閥門等裝置的動作,進而實作對真空腔室内壓力的自動控制。

雙通道PID控制器還可以通過序列槽通訊或模拟量輸出等方式,與上位機或PLC等裝置進行資料傳輸和監控。

雙通道PID控制器具有高精度、高穩定性、可擴充性等優點,可以廣泛應用于各種真空控制系統中,例如真空冷凍幹燥機、真空鍍膜機等。

評述:也是一般常識性的内容,回答正确。

提問:在超高真空度控制中,進氣流量都有那些控制方法。

文心一言:在超高真空度控制中,進氣流量控制的方法有很多種,以下列舉幾種常用的控制方法:

氣體品質流量計控制:通過安裝品質流量計來測量進入真空腔室的氣體流量,然後根據測量值來控制氣體流量。該方法精度高,但價格較高。

薄膜電容規控制:通過測量薄膜電容規的電容變化來測量進入真空腔室的氣體流量,然後根據測量值來控制氣體流量。該方法精度較高,但需要較高的真空密封性。

皮拉尼電阻規和電熱偶規控制:通過測量進入真空腔室的氣體流量,然後根據測量值來控制氣體流量。該方法精度較高,但需要較高的真空密封性和穩定性。

電動針閥控制:通過調節電動針閥的開度來控制進入真空腔室的氣體流量。該方法精度較高,但需要較高的控制精度和穩定性。

高速電動針閥控制:與電動針閥控制類似,但采用高速電動針閥,具有更高的控制精度和響應速度。該方法需要較高的控制精度和穩定性。

需要注意的是,不同的進氣流量控制方法具有不同的優缺點,具體選擇應根據應用場景和要求進行綜合考慮。

評述:一般性常識,回答正确,但對于超高真空度控制,回答中所提及的方法并不适用,更改關鍵詞繼續提問。

提問:超高真空度控制中,漏率控制有那些方法呢?

文心一言:在超高真空度控制中,漏率的控制非常重要,因為即使是微小的漏點也可能對真空系統的性能和穩定性産生顯著的影響。以下是一些常用的漏率控制方法:

檢漏儀直接連接配接到高真空側進行檢漏。在這種方法中,檢漏儀連接配接到真空系統的被檢容器上,通常是高真空側,然後對整個系統進行檢漏。這種方法适用于容器較大、焊縫和法蘭連接配接較長的系統,因為較長的焊縫和法蘭連接配接可能導緻較大的漏率。

檢漏儀連接配接到前級真空側進行檢漏。在這種方法中,檢漏儀連接配接到真空系統的高真空側的前一級真空側,然後對整個系統進行檢漏。這種方法适用于容器較小、焊縫和法蘭連接配接較短的系統,因為較短的焊縫和法蘭連接配接可能導緻較小的漏率。

除了以上兩種方法外,還可以采用其他漏率控制方法,例如氦質譜檢漏、吸槍檢漏、塗抹法檢漏等。具體選擇應根據應用場景和要求進行綜合考慮。

評述:回答側重到了真空腔體的漏率以及相應的檢漏方法。并未回答提問。

提問:在超高真空度控制中,微小進氣量的調節有那些方法。

文心一言:在超高真空度控制中,微小進氣量的調節非常重要,因為微小的進氣量可能會對真空系統的性能和穩定性産生顯著的影響。以下是一些常用的微小進氣量調節方法:

使用品質流量控制器(MFC)進行微小進氣量的調節。MFC可以通過測量進入真空腔室的氣體流量來控制氣體流量,具有高精度和穩定性。

使用針閥進行微小進氣量的調節。通過調節針閥的開度,可以控制進入真空腔室的氣體流量,具有較高的調節精度和穩定性。

使用步進電機進行微小進氣量的調節。通過控制步進電機的運動,可以精确控制進入真空腔室的氣體流量,具有高精度和穩定性。

使用熱式品質流量控制器(TMF)進行微小進氣量的調節。TMF可以通過測量氣體流速和溫度來控制氣體流量,具有高精度和穩定性,适用于微小流量的調節。

需要注意的是,不同的微小進氣量調節方法具有不同的優缺點,具體選擇應根據應用場景和要求進行綜合考慮。同時,在進行微小進氣量的調節時,還需要注意氣體流量的穩定性和控制精度。

評述:還是在重複前面的回答,更換關鍵詞繼續提問。

提問:什麼是可變洩漏閥,可變洩漏閥在超高真空度控制中的作用是什麼。

文心一言:可變洩漏閥是一種用于控制真空系統中氣體流量的閥門,其作用是在不同的真空度下,通過調節閥門的洩漏率來控制進入真空腔室的氣體流量,以保持真空度的穩定。

在超高真空度控制中,可變洩漏閥的作用非常重要。由于真空系統的漏率通常很小,即使存在微小的漏點,也可能對真空度産生顯著的影響。是以,通過使用可變洩漏閥,可以根據真空度的變化,自動調節閥門的洩漏率,以保持真空度的穩定。

例如,當真空系統中的氣體壓力升高時,可變洩漏閥會自動增加其洩漏率,以保持真空度的穩定;反之,當氣體壓力降低時,可變洩漏閥會自動減小其洩漏率,以保持真空度的穩定。

總之,可變洩漏閥在超高真空度控制中起着維持真空度穩定的作用,是保證真空系統性能和穩定性的重要組成部分。

評述:回答側重到了起到安全作用的洩漏閥,并不是調節微小進氣流量的可變洩漏閥。繼續提問。

在經過多次不同問題的提問後,以下提問獲得了比較有價值的回答。

提問:可變洩漏閥的功能是什麼?

文心一言:可變洩漏閥的功能主要是通過改變進氣壓力來實作微小進氣流量調節,以維持真空系統的穩定性。在超高真空度控制中,超低漏率和超低流量調節閥是關鍵部件,國内外所采用的技術基本都是在超低漏率的前提下,通過調節閥門開度來進行流量調節。然而,對于微小流量調節而言,閥門的微小開度調節功能勢必會大幅增加閥門的複雜和精密程度,自動調節需要增加機械結構的電動裝置,甚至還需采用一些特殊材料,這是造成進口調節閥價格高昂的主要原因。

可變洩漏閥的優勢在于,在保證超低漏率的前提下,它固定了閥門開度大小,通過改變進氣壓力來調節氣體流量,由此直接将微流量調節技術更新到自動控制水準。這種閥門的出現,降低了進口調節閥的價格,并且達到了相同的調節效果。同時,可變洩漏閥還具有自适應能力,能夠适應不同的真空泵抽氣速率,達到更好的抽氣效果。

評述:在此回答中包括了真正有價值的内容。

總結:根據上述的提問和回答,基本可以确定超高真空度精密控制的整體方案,具體内容如下:

(1)真空計采用适用于超高真空度範圍的相應真空度傳感器。

(2)真空泵采用分子泵、低溫泵和離子泵等相應的超高真空抽氣泵。

(3)真空度控制器采用雙通道PID控制器,用來進行不同量程的真空度控制。

(4)實作超高真空度控制的關鍵是采用可變洩漏閥對進氣流量進行調節。在自身具有超低漏率前提下,可變洩漏閥可采用兩種形式進行微小進氣流量調節,一是改變洩漏閥的開度大小以控制流經氣體的流量,二是改變洩漏閥進氣壓力大小以改變流經氣體的流速。

有關真空計和真空泵的選擇,這些都是真空技術領域内很容易擷取和确定的内容,在此不再涉及。本文主要采用文心一言來幫助選擇和探索可變洩漏閥和真空度控制器的技術方案以及所含技術問題。

3.4. 可變洩漏閥查詢

提問:具有上述功能的可變洩漏閥都有那些産品和型号呢?

文心一言:具有可變洩漏閥功能的真空閥門有很多種類,以下列舉幾種具有該功能的産品和型号:

型号為 FJL5-1/4-300-A 的真空閥門,該閥門采用波紋管密封,上裝式結構,鍛鋼閥體,适用于高真空系統的截止閥。

型号為 FJL10-1/2-300-A 的真空閥門,該閥門采用波紋管密封,上裝式結構,鍛鋼閥體,适用于高真空系統的截止閥。

型号為 FJL20-1/2-300-A 的真空閥門,該閥門采用波紋管密封,上裝式結構,鍛鋼閥體,适用于高真空系統的截止閥。

型号為 FJL50-1/2-300-A 的真空閥門,該閥門采用波紋管密封,上裝式結構,鍛鋼閥體,适用于高真空系統的截止閥。

評述:機器人所提供的回答都是用于超高真空系統的截止閥,隻能作為氣體通斷開關使用過,都無法用于氣流流量大小的調節。

提問:具有上述功能的可變洩漏閥都有那些廠家的産品和型号呢?

文心一言:具有可變洩漏閥功能的真空閥門有很多廠家生産,以下列舉幾個廠家的産品和型号:

國産的陝西北鬥星通,其産品有CJ174-1/2-300-A型針閥和CJ174-1/2-300-B型針閥,該類閥門采用針閥結構,适用于高真空系統的截止閥。

國産的北京亞星儀,其産品有FJL5-1/4-300-A型真空截止閥,該類閥門采用波紋管密封,适用于高真空系統的截止閥。

進口的安捷倫(Agilent Technologies),其産品有7791型可調洩漏閥,該類閥門适用于高真空系統的截止閥。

評述:機器人提供的還都是截止閥,增加“超低漏率”關鍵詞後繼續提問。

提問:超低漏率的可變洩漏閥,國内外有那些公司的産品和具體型号呢。

文心一言:超低漏率的可變洩漏閥是真空領域的一種重要部件,目前國内外有很多公司都在生産這種産品。以下是一些國内外公司的産品和具體型号:

安捷倫(Agilent Technologies):安捷倫的産品隻有一種手動調節洩漏閥,具體型号為7791。

VAT公司:VAT調節閥則有手動和自動調節洩漏閥兩款産品,其電動調節洩漏閥是在手動調節閥基礎上增加了電動裝置和PID調節器。具體型号包括59024-GE G(A)G(C-J)、59024-GE G(A)I、59024-GE G(A)L、59024-GE G(A)P、59024-GE G(A)Y。

MDC公司:MDC公司也有超低漏率的可變洩漏閥産品。

除了以上列舉的公司,還有諸如Pfeiffer公司和Parker公司等國外公司也有類似的産品。需要注意的是,這裡隻列舉了部分具有超低漏率的可變洩漏閥功能的公司和産品,具體選擇應根據實際應用需求和系統配置進行選型。同時,在購買時也需要注意産品的品質、性能、價格等因素。

評述:進一步細化提問後,機器人給出了較準确的回答,我們根據回答進行了核實,所提到的三家國外公司确實有超低漏率可變洩漏閥,其中VAT公司産品的功能和型号都完全正确,而安捷倫和MDC公司實際上是同一款産品,但給出的型号不對。為了進一步了解VAT公司和安捷倫公司可變洩漏閥的工作原理,進行了追問。

提問:安捷倫公司和VAT公司的調節洩漏閥的工作原理是什麼。

文心一言:安捷倫公司和VAT公司的調節洩漏閥的工作原理是基于壓力改變流量的原理。

安捷倫公司的調節洩漏閥通過改變壓力來實作洩漏量的調節。具體來說,該閥門通過改變進氣壓力來實作微小進氣流量調節,進而實作對真空系統的穩定性和壓力控制。

VAT公司的調節洩漏閥也是基于壓力改變流量的原理。該閥門通過改變進氣壓力來實作微小進氣流量調節,進而實作對真空系統的穩定性和壓力控制。

總之,安捷倫公司和VAT公司的調節洩漏閥都是基于壓力改變流量的原理,通過改變進氣壓力來實作微小進氣流量調節,進而實作真空系統的穩定性和壓力控制。

評述:根據我們對這兩家公司産品的核實,機器人回答是完全錯誤的。分别進行單獨追問。

提問:安捷倫公司的調節洩漏閥的工作原理是什麼。

文心一言:安捷倫公司的調節洩漏閥的工作原理是通過對壓力的調節來實作流量的控制。具體來說,該閥門通過改變進氣壓力和排氣壓力之間的壓差來控制進入真空腔室的氣體流量,進而實作對真空系統的穩定性和壓力控制。

安捷倫公司的調節洩漏閥具有小于10^-10 Pa·L/s的超低漏率,以及微小流量調節功能。它采用了具有專利技術的超低漏率閥座和微型噴嘴,并通過改變閥口開度和壓力差來控制氣體流量。此外,該閥門還采用了壓力回報機制,通過PID控制器将實際壓力與預設壓力進行比較,然後根據誤差信号進行自動調節,使真空系統保持恒定的真空度。

綜上所述,安捷倫公司的調節洩漏閥通過改變壓力和閥口開度來實作對氣體流量的控制,并通過壓力回報機制實作自動調節,進而實作對真空系統的穩定性和壓力控制。

評述:給出了新的回答内容,部分正确,但前後沖突。

提問:VAT公司的調節洩漏閥的工作原理是什麼?

文心一言:VAT公司的調節洩漏閥的工作原理是基于壓力改變流量的原理。該閥門具有超低漏率的微流量調節功能,通過改變進氣壓力來實作微小進氣流量調節。具體來說,該閥門通過改變閥口開度和壓力差來控制進入真空腔室的氣體流量,進而實作對真空系統的穩定性和壓力控制。

VAT公司的調節洩漏閥具有手動和自動調節兩種類型。對于手動調節洩漏閥,使用者可以通過旋轉手輪來改變閥口開度,進而實作對氣體流量的控制。對于自動調節洩漏閥,它是在手動調節閥的基礎上增加了電動裝置和PID調節器,可以根據預設的壓力和實際壓力之間的誤差進行自動調節,使真空系統保持恒定的真空度。

總之,VAT公司的調節洩漏閥通過改變壓力和閥口開度來實作對氣體流量的控制,進而實作真空系統的穩定性和壓力控制。

評述:給出了新的回答内容,部分正确,但前後沖突。

到此為止,通過機器人的回答以及産品的具體核實,在目前的超高真空度精密控制過程中,已經基本可以确定微量進氣控制國外采用的超低漏率可調節式洩漏閥,有手動和自動兩種型号規格,它們的工作原理都是通過調節閥口開度來實作對氣體流量的控制。

3.5. 雙通道真空控制器查詢

提問:用于超高真空度測量的真空計有那些,它們的輸出信号與所測真空度是線性關系還是非線性關系呢?

文心一言:用于超高真空度測量的真空計有以下幾種:熱陰極電離真空計、冷陰極電離真空計、壓電陶瓷真空計、磁懸浮轉子真空計、光學真空計。它們的輸出信号與所測真空度之間的關系如下:

熱陰極電離真空計:通常呈現出非線性關系,可以用指數函數或多項式函數描述。

冷陰極電離真空計:通常呈現出非線性關系,可以用幂函數或多項式函數描述。

壓電陶瓷真空計:通常呈現出線性關系,可以用線性函數描述。

磁懸浮轉子真空計:通常呈現出線性關系,可以用線性函數描述。

光學真空計:通常呈現出線性關系,可以用線性函數描述。

評述:回答基本都是正确的。

提問:PID控制器是一種線性控制,還是一種非線性控制呢?

文心一言:PID控制器是一種線性控制器。PID控制器根據給定值與實際輸出值構成控制偏差,然後通過對偏差的比例、積分和微分進行線性組合來對被控對象進行調節,使得被控對象的輸出接近于所期望的參考值。是以,PID控制器是一種線性控制器。

提問:對于線性控制的PID控制器,如果采集的非線性信号,那對控制效果有什麼影響呢。

文心一言:對于線性控制的PID控制器,如果采集的非線性信号,會對控制效果産生以下影響:

控制不準确:線性PID控制器是基于線性系統理論的,它假設系統的輸入與輸出之間存線上性關系。然而,如果采集的信号是非線性的,那麼系統的輸入與輸出之間的關系将不符合線性假設,導緻控制不準确。

控制穩定性下降:非線性信号可能導緻系統的動态行為變得複雜,産生振蕩或不穩定的行為。如果PID控制器對非線性信号進行線性調節,可能會導緻系統的穩定性下降,使得控制效果變得不可預測。

需要更複雜的控制政策:對于非線性系統,通常需要更複雜的控制政策來處理非線性信号。線性PID控制器可能無法滿足非線性系統的控制需求,需要采用更複雜的控制政策來提高控制效果。

是以,對于非線性系統,通常需要采用非線性控制政策來處理非線性信号,以確定控制效果的準确性和穩定性。

提問:非線性信号的線性化處理,都采用那些具體技術手段呢,請列出所有線性化處理技術名稱。

文心一言:非線性信号的線性化處理可以采用以下一些具體技術手段:

增量線性化模型(Incremental Linearization Model)、McCormick包絡法(McCormick Envelope)、Mc-Carl方法(McCarl Method)、基于Taylor級數展開的線性化方法、基于回報的線性化方法、基于狀态空間模型的線性化方法、非線性濾波(Nonlinear Filtering)、非線性變換(Nonlinear Transformation)、非線性系統模組化(Nonlinear System Modeling)、非線性時頻分析(Nonlinear Time-Frequency Analysis)、非線性降噪(Nonlinear Denoising)、非線性信号識别(Nonlinear Signal Recognition)。

需要注意的是,非線性信号處理涉及到較多的數學知識和算法,是以需要具備一定的數學和計算機基礎才能進行研究和應用。

評述:回答的内容盡管很多,但還是不夠完整,繼續追問。

提問:那多點曲線拟合屬于線性化處理技術手段嘛。

文心一言:多點曲線拟合(Polynomial Curve Fitting)是一種基于最小二乘法的拟合方法,通過對多個離散資料進行拟合,得到一個能夠描述資料趨勢的連續函數。雖然這種方法主要用于處理非線性資料,但也可以作為一種線性化處理技術手段來使用。

在某些情況下,非線性系統可以通過分段線性化方法來近似,即将非線性系統的輸入輸出關系近似為一系列的直線段。分段線性化方法通常用于處理具有分段線性特性的非線性系統,例如開關式系統、含有分段線性元件的系統等。

在這種情況下,多點曲線拟合可以作為一種實作分段線性化方法的技術手段。通過選擇适當的拟合函數和參數,可以将非線性系統轉換為一系列的線性系統,進而可以使用線性控制理論進行分析和設計。

是以,可以說多點曲線拟合可以作為一種線性化處理技術手段,但并不是所有情況下的非線性信号處理都需要進行線性化處理。具體的處理方法需要根據實際系統的特性和要求進行選擇和調整。

提問:那些國内外的PID控制器具有這種多點曲線拟合功能呢,具體型号是什麼。

文心一言:目前市場上有很多國内外的PID控制器都具備多點曲線拟合功能,以下是一些常見的品牌和型号:

國外品牌:National Instruments:NI-PIDController、Keysight Technologies:E8257D、Agilent Technologies:8720D、Rohde & Schwarz:R&S-PNG130/160

國内品牌:YOKOGAWA:GC5510、BF-controller:BF-PIDController、other brands:EP100、LS200等

需要注意的是,不同的品牌和型号可能具有不同的多點曲線拟合功能,具體使用方法和參數設定也可能有所不同。是以,在選擇和使用時,需要根據具體的需求和實際情況進行評估和選擇。

評述:根據機器人的回答内容,我們做了核實,證明機器人回答的内容都是錯誤的。有用的資訊是至少知道還是有多點曲線拟合功能的PID控制器産品。

3.6. 關于此主題的文獻和專利

在這裡我們不做提問和回答内容的詳細展示,因為機器人所提供的内容都是錯誤的。我們在廣泛使用搜尋引擎(谷歌學術和谷歌專利)和給定期刊的文章清單中尋找機器人給定的引文,發現這些論文和專利根本不存在。

4. 讨論

通過采用國産版本ChatGPT百度“文心一言”的對話,我們發現在開發超高真空度控制裝置時,機器人能夠提供相應的基礎性和常識性資訊來幫助縮小選擇的範圍。可能是受制于訓練機器人的大模型還不夠完備,機器人僅能提供一些膚淺但非常有用的建議,這非常适用于該領域的入門學習。

通過與機器人的對話以及産品的具體核實,至少可以勾畫出超高真空度控制裝置中的整體結構和關鍵部件所需達到的功能。确定了采用低漏率可變洩漏閥是正确的技術路線,而可變洩漏閥有閥門開度調節式和進氣壓力調節式兩種形式,國外産品采用的是閥門開度調節式結構,而我們的産品開發則可以采用壓力調節式結構。

有關超高真空度傳感器具有非線性特征這一事實,通過機器人回答和具體真空計名額得到了驗證,通過機器人對話也明确了可采用具有線性處理功能(更具體是多點曲線拟合功能)的PID控制器來進行超高真空的準确控制。

我們發現機器人進行文獻檢索的能力是不可靠的,這點在其他很多ChatGPT使用者得出的結論一樣。機器人為給定的技術主題能推薦看似正确和相關的引用文獻,但都是假的,都是用相關關鍵詞、已有作者、期刊名和DII捏造的,看似真實但實際上并不存在。

5. 總結

通過采用國産版本ChatGPT百度“文心一言”作為一種輔助性的調研工具,針對超高真空度精密控制項目的開發開展了初期的技術路線設計。總體結論是目前的人工智能技術所提供的幫助十分有限,還無法替代研究人員的基本專業能力以及網際網路技術的應用能力,但比較适合用來進行某個未知領域的入門級學習。

另外,盡管目前的大模型以及人工智能可能還不夠完備以及無法進行更深入的資料挖掘,但在具體使用上如果注意一些技巧,還是能得到一些更有用的幫助。比較重要的技巧是對提問問題的設計,提問時一般需要把握此六項原則:明确問題、提供背景、限定範圍、拆分問題、指出建議和多樣提問。

百度文心一言在開發高真空度精密控制裝置中的應用案例

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