经典控制

反馈控制

反馈控制的意思是:一台机器持续盯着自己实际在做什么,把它和被要求做的事相比较,并不断地微调自己来缩小这两者之间的差距。最贴近生活的画面就是开车转向:你不会把方向盘一次性打到某个固定角度就听天由命;你会一直盯着路面,发现车在往左偏,就把方向盘稍微往右带——如此反复,一秒钟内调整许多次,甚至想都不用想。测量到的信息(车现在在哪里)回流到你的双手(手该怎么做),这正是它被称为“反馈”的原因。

让这一套真正强大的诀窍在于:系统能纠正那些它事先根本不知道的意外。一个供暖恒温器并不需要知道你开了窗、来了寒流,或是刚走进十位散发着体温的客人——它只需要感觉到室温,看到温度已经低于目标值,就把暖气开大,直到读数重新爬回来。因为它针对的是实际结果而不是一份固定的计划,所以即使世界不按常理出牌、零件磨损、负载改变,反馈控制依然能保持准确。

这一切“盯着看”是有代价的:如果反应太猛或太慢,反馈可能会冲过头、来回摆动,甚至把自己抖到失控——就像把方向盘修正过度,结果在路上左右画龙一样。经典控制的大部分功夫,正是在于选择反应的强度和快慢,让机器平稳地停在目标上,而不是和自己较劲。

一架在阵风中悬停的无人机,每秒读取自己的倾斜角和高度十次,发现自己正被吹向一侧,就让每个螺旋桨转得稍快或稍慢,把自己推回到本该在的位置。

测量、比较、纠正——重复得足够快,看上去就像稳稳地悬停。

把系统推回目标的反馈叫做负反馈,它起的是稳定作用;而放大偏差的反馈叫做正反馈,往往会越跑越远、失去控制。

又称
closed-loop control反馈调节回饋調節