磨铁读书 通过搜索各大小说站为您自动抓取各类小说的最快更新供您阅读!

当那双明亮的、不受任何干扰的“眼睛”,被成功地安装在甩带机上时,林浩感觉自己像一个刚刚打通了游戏第一关的玩家,虽然过程艰辛,但巨大的成就感,让他瞬间充满了继续挑战下一关的勇气。

他知道,“眼睛”的问题解决了,接下来,他要面对的,是一个更复杂的、也更核心的挑战——为这台“超级跑车”,安装上一个足够聪明、足够快速的“大脑”。

这个“大脑”的核心,就是那个在自动化领域,如雷贯耳,却又让无数工程师“闻风丧胆”的东西——pId控制算法。

pId,即比例(proportional)、积分(Integral)、微分(derivative)。这是一种最经典、也最广泛应用的闭环反馈控制算法。它的原理,简单来说,就像一个经验丰富的司机在开车。

比例(p),就像司机看到了前方路况(误差),然后,根据距离的远近,决定踩下油门或刹车的力度。误差越大,踩得越狠。

积分(I),则像司机的“记忆力”。他会记住过去一段时间里,所有的累积误差。如果车子一直偏离车道中心线,哪怕偏离得很小,他也会不断地、持续地修正方向盘,直到把这个累积的误差,彻底消除。

而微分(d),则像司机的“预判能力”。他能根据误差变化的“趋势”,来提前做出反应。如果他看到前方的车辆,正在快速地减速,他就会提前松开油门,而不是等到快撞上了,才猛踩刹车。

这三个参数,听起来,简单明了。

但林浩很快就发现,想把这三个“性格迥异”的家伙,完美地,调校到一起,让它们能像一个配合默契的乐队一样,协同工作,这,简直是一门“玄学”。

他开始了他人吃卯粮中,又一段“炼狱”般的调试之旅。

他先是把自己关在宿舍,从网上,找来了大量的、关于pId算法的教程和代码。他那颗充满了逻辑性的理科生大脑,再次发挥了作用。他很快,就在Arduino的编程环境里,写出了一个最基础的pId控制程序。

然后,他将这个程序,烧录进单片机,连接上甩带机的铜辊电机驱动模块,开始了第一次“空载测试”。

他的目标很简单:让铜辊的转速,能够精准地、快速地,达到并稳定在他设定的任何一个目标值上。

然而,当他第一次,在控制程序里,输入目标转速“3000转\/分钟”时,现实,就给了他一记响亮的耳光。

他看到,电机的转速,像一个喝醉了酒的醉汉,先是猛地,冲到了三千五百转,远远地,超过了目标值(超调过大)。然后,它又迅速地,掉了下来,掉到了两千五百转。接着,又再次冲上去,再掉下来……

整个系统,在目标值附近,来来回回,像一个失控的钟摆一样,剧烈地振荡,迟迟无法稳定下来。

“p值太大了。”林浩根据自己刚学到的理论,做出了判断。比例项的反应太“激烈”了,一看到误差,就猛踩油门,结果,次次都冲过头。

于是,他减小了p值。

这一次,振荡,确实减小了。但是,新的问题,又出现了。

他发现,无论他怎么等,电机的最终转速,总是稳定在两千九百五十转左右,离他设定的三千转,永远,都差那么一点点。

“静态误差。”林浩的脑海里,又冒出了一个专业名词。这是因为p值太小,当误差变得很小时,它的“纠错”力度,已经不足以,去克服电机本身的摩擦力等固有阻力了。

“看来,得让‘积分项’出马了。”

他开始,在他的代码里,加入积分(I)的计算。他要让这个有“记忆力”的参数,去不断地累积那个微小的静态误差,然后,持续地,给系统一个“加油”的信号,直到,那个误差,被彻底消除。

然而,当他兴冲冲地,再次进行测试时,他发现,自己,捅了更大的“马蜂窝”。

积分项的加入,确实,消除了静态误差。电机的转速,最终,可以精准地,稳定在三千转了。

但是,它的“反应”,也变得,像一个反射弧超长的老大爷。

当他下达指令后,系统需要很长一段时间,才能慢悠悠地,达到目标。而且,由于积分项会累积过去所有的误差,导致系统在启动初期,产生了巨大的“积分饱和”,超调,变得比之前还要严重!

更要命的是,当他试图,去改变目标转速时,整个系统,会因为之前累积的积分,而产生巨大的“惯性”,反应迟钝,甚至,再次陷入剧烈的振荡。

林浩感觉,自己要疯了。

他发现,p、I、d这三个参数,就像三个互相看不顺眼的、脾气古怪的大爷。p大爷性如烈火,I大爷稳如老狗,而d大爷(林浩还没来得及加),则是个神经质的“预言家”。想让他们三个和平共处,简直比登天还难。

他把自己关在地下室,没日没夜地,与这三个“玄学”般的参数搏斗。

他尝试了各种从网上学来的“经验调参法”,他画着各种各样奇形怪状的、代表着系统响应的曲线,但他,就是得不到那条他梦寐以求的、快速、准确、而又稳定的“完美曲线”。

就在他快要被这三个神秘的字母,给折磨到精神崩溃时,陈默,像一个幽灵一样,出现在了他的身后。

他已经,默默地,看了林浩,调试了整整一个下午。

“还在跟pId死磕?”陈默的声音,平静地响起。

“老师!”林浩像看到了救星,“我……我感觉我快疯了。这三个参数,根本就没法调到一起!它们互相矛盾!”

“谁告诉你,一定要让它们‘调到一起’的?”陈默反问道。

“啊?”林浩愣住了。

陈默没有直接解释。他走到白板前,拿起笔,画了一个简单的控制框图。

“你现在做的,叫‘反馈控制’。”他说,“它的逻辑是,‘先看到误差,再进行补偿’。这就像一个司机,他必须先看到车子偏离了车道,才能开始打方向盘。这种方式,天生,就带有‘滞后性’。”

“对于我们这个要求极高动态响应的系统来说,光靠‘反馈’,是不够的。”

陈-默在框图的前面,又画上了一个新的模块,并写上了两个字:

“前馈”。

“前馈控制?”林浩对这个名词,有些陌生。

“对。”陈默解释道,他的眼中,闪烁着一种属于“控制理论”的、清晰的逻辑光芒,“‘前馈’的逻辑,与‘反馈’完全相反。它不是‘亡羊补牢’,而是‘未雨绸缪’。”

“我们知道,我们最终的目标,不是一个恒定值,而是一条已知的、非线性的冷却曲线,对吗?”

林浩点点头。

“既然我们已经提前知道了‘标准答案’,那我们为什么,还要等系统出现误差了,再去被动地修正呢?”陈默反问道,“我们完全可以,根据这条目标曲线,提前计算出,在每一个时刻,电机‘理论上’应该输出多大的力矩,才能完美地追踪这条曲线。”

“我们把这个‘理论上的力矩’,作为一个‘前馈信号’,直接,加到我们的控制系统里。让电机,提前,就做好准备!”

“然后,”陈默在两个模块之间,画上了一个加号,“我们再用你那个虽然有滞后、但能消除最终误差的pId‘反馈控制’,去修正因为模型不准、外部扰动等因素,而产生的、那一点点微小的偏差。”

“前馈,负责‘打主力’,完成99%的追踪任务;反馈,负责‘打辅助’,处理那最后1%的残余误差。”

“这,才是一个真正先进的、现代的控制系统。这叫,‘前馈-反馈复合控制’。”

陈默的这番话,像一把钥匙,瞬间,打开了林浩脑子里那扇生了锈的、名为《自动控制原理》的大门。

他之前所有的努力,都只是在试图,去训练一个“反应型”的司机。而陈默,现在教他的,是如何,去打造一个拥有“导航系统”和“自动驾驶”能力的、真正的“未来战车”!

这是一种,思维维度上的,彻底的“升维”!

巨大的兴奋,让林浩忘记了所有的疲惫。

在接下来的两天里,在陈默的指导下,他开始构建这个全新的、更复杂的复合控制算法。

他先是,通过一系列的实验,测量出了他那台“魔改”电机的各项关键参数,比如转动惯量、摩擦系数等,建立起了一个虽然粗糙、但可用的“电机数学模型”。

然后,他基于这个模型,编写了“前馈控制器”的代码。

最后,他再将自己之前调试了无数次的pId“反馈控制器”,作为一个“辅助”,耦合了进去。

当他将这个全新的、凝聚了现代控制理论精髓的算法,烧录进单片机,并进行第一次测试时。

奇迹,发生了。

屏幕上,那条代表着“实际转速”的红色曲线,像一个拥有了灵魂的舞者,以一种极其矫健、而又无比精准的姿态,完美地,“咬”住了那条代表着“目标曲线”的、非线性的蓝色指令。

无论目标曲线,如何加速,如何减速,如何转折。

那条红色的曲线,都如同它的影子一般,不离不弃,紧紧跟随。

误差,被控制在了惊人的千分之一以内!

林浩看着屏幕上那两条几乎完美重合的曲线,感觉自己的呼吸,都快要停止了。

他知道,他,终于,驯服了那头隐藏在代码深处的“上古神兽”。

他为他们的“超级武器”,成功地,安装上了一个最强大、最聪明的“大脑”。

磨铁读书推荐阅读:小王爷他必不可能动心杨辰秦惜在线阅读重生军婚:首长大人套路深女总裁的逍遥兵王王者荣耀:国服男神是女生绝品乡村小神医昼夜妄想超级吞噬系统我家妻主超高冷最强狂暴系统医门宗师寒天帝叶凡唐若雪医婿S级保镖穷小子当上总经理三十八岁桃花劫咸鱼的自救攻略宠物小精灵之冠军皮卡丘重生一次,可不是来遭罪的!直播科普帝皇铠甲,国家疯狂打榜大佬他命里缺我直播鉴宝:宝友,你这可太开门了!病娇相爷以权谋妻城市里的法师想修道盛世官商东汉末年枭雄志变成猫后,我觉醒技能树游神九八佬将我除名?特种部队跪求我加入!我拍戏不在乎票房重来1992四合院之饮食男女相思西游之大圣追爱记笪子隐华语金曲肆虐,pdd反向抽烟娱乐:小鲜肉顶流出道我在农村说媒,拯救天下光棍特工重生:快穿全能女神重生娱乐圈之名门盛婚农家二姐的诰命之路分班第一天,暗恋校花主动来找我团宠妹妹在综艺爆火了超级城市制造商做媒这一块,我谁都不服觉醒,你惹他干嘛,他是暗影天灾陆凡唐浣溪免费阅读弘法济世美人如玉流氓魔主一夜之间,大叔的生活触底反弹
磨铁读书搜藏榜:我有一个异世界天家小农女又谜又飒穿成悲催农女后的发家日常上门佳婿大国重器:机师成神之路!开局我怒休渣男逃离异都王牌相公:霸道妻主爱上我身为仙帝的我开局穿越了万亿透视豪医鸡飞狗跳的农门生活重生之着魔.操盘手札记无限影视,从流金开始岁月如此多娇相思西游之大圣追爱记觉醒钞能力都市医仙魂穿大汉之未央宫赋都市游侠之青铜短剑农女:星际战将在古代开顺风快递残疾大佬不孕不育?她一胎生四宝!带着萌宝去结婚于枫于山高雨霜噩梦复苏,我有一只小僵尸三国召唤之袁氏帝途民政局门口签到,奖励美女老婆想躺平,却被娱乐圈女人们套路了特级厨师四合院:这个司机太过嚣张赘婿无双官道红颜四合院:从下乡归来后开始离婚后我成了薄爷的白月光闪婚甜蜜蜜:总裁老公宠爆了黑心娇妻,太放肆!我是真有宝藏农家努力生活乡村野汉:与表姐一起钻进山林白手起家杀嫡重生,反派演员被爆捐款无数一窝三宝,总裁喜当爹沧桑之情天才高手的妖孽人生从1977开始快穿之跪求愿望成真绝世容颜美女总裁董事长是我老婆四合院:八极传人过目不忘玄门大佬她直播后,全国沸腾了田园弃妇
磨铁读书最新小说:小鬼当家之1978华娱:从毕业开始大导演生涯重生民国之我在西北当军阀我,奇迹培育师,开启神话复苏!赘婿的全能逆袭赌石:我靠透视坐拥全球矿脉欲望阶梯砚田风水录重生葫芦戏寇我在北平扒裤衩狩猎82:从做弹弓开始养姐妹俩都陆地神仙了,还抢我奶茶?重生打猎长白山都飙脏话鉴宝重生,我只懂鉴宝抗日之敌后敢死队龙躯重生00年截胡全世界谁家读博士在地下室啊?穿越抗战我为国家清库存恋爱喜剧怎么从我死后才开始?文豪:我什么都略懂一二这方寸间,我如神明,主宰一切!魂穿90喜当爹,手握商城当倒爷开局一个不灭之握,我无限晋级月光下复活的她女尊,从跳过恋爱开始我就一看风水的,咋成救世主了让你当吸血鬼,没让你养成女皇啊助人首富:我的系统返还亿万奖励亮剑:开局送礼,百万倍返还!刚下山,就被战神师姐接走澳门人性金手指错位后,我靠歪门邪道通关文娱,闪婚豪门绝色女总裁后灵气复苏,开局觉醒灵根金神小火契约变大蛟胡黄虎众仙猎东北岭重生了农民修真世界冒险刚提离婚,影后老婆怎么成病娇了老子有系统,颤抖吧小鬼子都重生了,当个海王怎么了转生八零年代渔猎东北此生不如不见第十三道蚀痕哀牢山笔录你让我拜魔头为师?浮墟文娱:从平行世界抄作业致命清算:从派出所民警开始越空统世之战圣僧破戒后,反手把我锁腰袈裟死对头她突然失忆了