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物理竞赛全国决赛的备战进入了白热化阶段。
实验室里,林小一、顾言、苏晚晴三人几乎投入了所有课余时间。
决赛题目更加开放,要求设计一个能够自动追踪移动热源并保持安全距离的智能小车系统,涉及传感器融合、自动控制、嵌入式编程等多个领域,难度远超初赛。
三人分工明确:顾言负责硬件搭建和小车底盘控制;苏晚晴负责热源传感器信号处理和核心控制算法的理论研究与仿真;林小一则负责整体的系统架构、传感器数据融合策略以及最关键的决策逻辑代码编写。
高强度的工作和对胜利的共同渴望,让三人的默契与日俱增。
然而,就在决赛前一周,一个意想不到的问题出现了。
苏晚晴在仿真她设计的一套PID(比例-积分-微分)控制算法时,发现小车在特定情况下会出现轻微的振荡,无法完美稳定在预设距离上。
她反复调整参数,查阅文献,尝试了多种改进方案,但效果都不理想。
“这个问题不解决,决赛时万一出现,很可能被扣分,甚至导致任务失败。”
苏晚晴眉头紧锁,脸上带着一丝疲惫和焦虑。
她对自己的要求极高,不允许作品有任何明显的瑕疵。
顾言检查了硬件,排除了机械问题:“看来是算法层面的瓶颈。”
林小一看着仿真结果和苏晚晴的代码,沉思了片刻。
他脑海中瞬间闪过几种更先进的控制算法,比如模糊控制或者简单的模型预测控制,其性能远超PID。
以他的能力,完全可以连夜重写核心控制模块。
但是,他忍住了。
这是团队项目,苏晚晴为了这个算法付出了大量心血,而且她的PID设计在绝大多数情况下已经非常优秀。
如果他此刻越俎代庖,用自己“超纲”
的解决方案替换掉队友的核心成果,固然能提升成绩,但却可能伤害队友的自信和团队的信任。
这不是他一个人的舞台。
他选择了一种更尊重、也更考验引导能力的方式。
“晚晴,你的PID基础已经非常扎实了。”
林小一首先肯定了她的工作,然后指着仿真曲线说,“你看这个振荡点,是不是发生在小车突然加速或减速的瞬间?传统的PID对系统动态变化响应有时会滞后。
我们能不能不推翻重来,而是在你的算法基础上,增加一个前馈补偿环节?”
“前馈补偿?”
苏晚晴抬起头,眼中带着思索。
“对,”
林小一拿起笔,在草稿纸上画了起来,“我们通过传感器提前预估热源的运动趋势(加速度),将这个预估量作为一个前馈信号,叠加到你的PID输出上。
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