工程入门 · 控制系统 / Lecture 00

Feedback Control · Engineering 101

反馈控制

让车自己稳在 100
从一个上坡开始

今天搞明白：定速巡航、空调、无人机，是怎么「自己」稳住的？

Teaching AssistantCLAWD · 助教

本节课助教兼司机：Clawd
驾龄：0 年。特长：踩油门

Part 01 · 定速巡航

Question 01 · 先猜一猜

定速巡航设在 100，
它是怎么做到的？

定速巡航 = 油门一直踩同样深（平路上确实是 100 嘛）

✗ 开玩笑的

一上坡就掉到 80，一下坡就冲到 120。它得一直看着速度表，随时改油门。

Part 01 · 定速巡航

Open vs Closed Loop

闭着眼开
vs 看着表开

01开环：油门固定 Open
02闭环：看表改油门 Closed
03坡上油门自己加深

当前速度

100 km/h

全程最低

100 km/h

控制方式

Part 02 · 踩多狠

Gain Kp · 比例增益

差 1 km/h，油门该加多少？

司机把目标从 80 调到 100。同一辆车，三种「脾气」。

Kp

0.01

最高冲到

—

稳定用时

—

Part 02 · 踩多狠

Integral · 积分项

上坡永远
差一点？

只看「现在差多少」，误差小了油门就加得少，于是卡在半路。

P差多少，补多少
I一直差，就越补越多记账
D看趋势，提前收手

坡上稳住在

— km/h

积分账本

0

Part 03 · 无处不在

Everywhere · 到处都是反馈

测量 → 比较 → 纠正

Home · 空调

设 26 °C，它自己忙

温度计是「速度表」，压缩机是「油门」。热了多制冷，凉了就歇。

Drone · 无人机

一秒纠正几百次

风一吹就歪，陀螺仪发现，四个螺旋桨立刻改转速。手稳全靠反馈。

Body · 你自己

体温 37 °C 的定速巡航

热了出汗，冷了发抖。人体的反馈控制，比任何汽车都老。

Summary · 总结

So, feedback control is …

所以，反馈控制就是看着表开车：
不停测量结果，
和目标比较出误差，
再用误差去纠正动作，一圈又一圈。

P · 现在

差多少，补多少

I · 过去

一直差，就记账补上

D · 未来

看趋势，提前收手

Next · 接下来

Roadmap · 路线图

我们的打怪路线

LV.0 · 今天

闭环

测量、比较、纠正

LV.1

PID 调参

三个旋钮怎么拧

LV.2

建模

先算清这辆车有多「懒」

LV.3

稳定性

什么时候会越晃越大

LV.4 · Boss

火箭回收

反馈控制的终极考场

Homework · 课后想一想

洗澡调水温时，你是怎么做「反馈控制」的？你的 Kp 偏大还是偏小？（烫到过吗？）