增益调度

增益调度是一种很实用的技巧，用来控制那些行为随所处位置或所做动作而大幅变化的机器人。控制器修正力度的大小由一组叫作增益的数字决定——把它调大，机器人反应就更猛；调小，反应就更柔和。麻烦在于：当机械臂收拢、贴近底座时感觉恰到好处的一组固定增益，到了机械臂远远伸展开时却可能显得迟钝、甚至发抖，因为伸展开的手臂摆动起来惯性大得多。增益调度的办法，是同时备好几套不同的增益，并根据情况在它们之间切换。

所谓「调度」，其实就是一张查找表或图表，规定在哪个工作区域该用哪一套增益。控制器测量一个调度变量——某个容易读取、能表明当前处于哪种工况的量，比如关节角度、手臂伸展程度、负载重量或车速——然后选用（或平滑地混合）为那个区域调好的增益。这就像自行车的变速档：上陡坡用低档，平路巡航用高档，随着地形变化而换档，而不是逼着一个档位包办一切。

这是处理非线性系统最古老、最常用的方法之一，因为每一套单独的增益都可以用简单、人们充分了解的线性工具来设计，而调度只是把这些局部设计缝合起来，覆盖整个工作范围。最需要小心的是「接缝处」：如果跨越区域时增益跳变得太突然，机器人可能会猛地一顿，所以工程师通常会让增益逐渐过渡，并检查系统在区域之间的各处都保持稳定。