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”。
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