如果駕駛員操縱方向盤(pán)保持方向，就是手動(dòng)閉環(huán)反饋控制，如果是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)操縱方向盤(pán)保持方向，就是自動(dòng)閉環(huán)反饋控制。如果駕駛員不根據(jù)實(shí)際方向進(jìn)行控制完全憑感覺(jué)，就是開(kāi)環(huán)控制。例如老司機(jī)倒車入庫(kù)一氣呵成行云流水就是全靠前饋控制，反饋基本沒(méi)有作用。新手邊倒車邊觀察邊調(diào)整，則前饋不夠準(zhǔn)確，需要反饋補(bǔ)償。這兩個(gè)場(chǎng)景也說(shuō)明了前饋和反饋組合控制策略的側(cè)重點(diǎn)。
反饋是一個(gè)強(qiáng)大的思想，它被廣泛地應(yīng)用于自然和技術(shù)系統(tǒng)中。
反饋的一個(gè)主要應(yīng)用就是為具有不確定性的系統(tǒng)提供魯棒性。對(duì)實(shí)際值與期望值的差別進(jìn)行比較，然后決策、執(zhí)行。如果系統(tǒng)發(fā)生了某種會(huì)影響到實(shí)際值的變化， 那么我們先感知這個(gè)變化， 然后盡力系統(tǒng)穩(wěn)定在期望值。
反饋的另一個(gè)應(yīng)用是改變一個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。通過(guò)反饋，我們可以改變一個(gè)系統(tǒng)的行為， 以滿足具體應(yīng)用的需要。不穩(wěn)定的系統(tǒng)可以變得穩(wěn)定， 反應(yīng)遲緩的系統(tǒng)可以變得響應(yīng)快速， 工作點(diǎn)漂移的系統(tǒng)可以使工作點(diǎn)保持不變。
圖片感知、決策、執(zhí)行和被控對(duì)象組成一個(gè)環(huán)，這個(gè)環(huán)被稱為回路或者控制回路。所謂的回路整定其實(shí)和這個(gè)環(huán)上的每一個(gè)環(huán)節(jié)都相關(guān)。只是很多時(shí)候感知、執(zhí)行和對(duì)象都不容易調(diào)整，這就對(duì)決策提出了要求。這種要求包括決策的算法和算法的參數(shù)。如果決策算法采用PID，確定PID參數(shù)以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)性能就稱為PID參數(shù)整定。雖然經(jīng)濟(jì)型汽車很實(shí)惠，但是沒(méi)有見(jiàn)過(guò)用經(jīng)濟(jì)型汽車跑比賽的。有時(shí)候選擇不同的算法也是必然。
掛擋是PID的P，油門(mén)是PID的I，剎車是PID的D。掛擋為先，油門(mén)配合，剎車保證安全穩(wěn)定。
開(kāi)車本質(zhì)就是人、車、路的協(xié)調(diào)，控制也是人機(jī)料法環(huán)的協(xié)調(diào)。PID參數(shù)整定整定和控制方案設(shè)計(jì)就是根據(jù)車況、路況、要求設(shè)計(jì)合理的駕駛設(shè)方案。
車況不同路況不同車速也不同。法拉利跑山路也不能跑120，路況為先，工藝為先。舒馬赫開(kāi)拖拉機(jī)也就那個(gè)速度，車況也重要，設(shè)備也重要。反過(guò)來(lái)讓我去開(kāi)F1恐怕連尾燈都看不到，人要發(fā)揮能動(dòng)性。但是每一位司機(jī)都應(yīng)該盡量在現(xiàn)有條件下把車開(kāi)好，工程師也一樣。問(wèn)題的關(guān)鍵雖然是車和路，但是每位駕駛員還是要盡量發(fā)揮車路的極限。駕駛員有志氣，五菱宏光也能上拉薩！也有的普拉多一輩子都沒(méi)有開(kāi)過(guò)318！
普通乘用車和賽道車駕照也不一樣，充分說(shuō)明不同場(chǎng)景下控制方式是不一樣的，控制目標(biāo)也不一樣。普通車追求綜合性價(jià)比，賽車追求極致性能。PID就經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，高級(jí)算法則追求極致性能。
領(lǐng)導(dǎo)做后排雖然大部分工作都是駕駛員完成的但是領(lǐng)導(dǎo)說(shuō)了算，這就是串級(jí)控制。如果領(lǐng)導(dǎo)頻繁下指令駕駛員會(huì)很難辦，如果領(lǐng)導(dǎo)不下指令駕駛員可能不知道怎么辦。
看到前面的紅燈提前減速，有點(diǎn)像前饋控制。
首先是人的安全，然后是財(cái)產(chǎn)安全，最后是不影響他人駕駛其實(shí)駕駛是按優(yōu)先級(jí)順序排列的多任務(wù)協(xié)調(diào)，有點(diǎn)類似超馳控制。換句話說(shuō)超馳控制可以實(shí)現(xiàn)多變量協(xié)調(diào)約束控制。
減速時(shí)先減油門(mén)減速再踩剎車好比分程控制。兩個(gè)操縱變量的單目標(biāo)控制還有分程控制、閥位控制等形式，多變量協(xié)調(diào)優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)形式比較靈活。
上DCS不進(jìn)行PID整定和控制方案梳理優(yōu)化，好比寶馬車當(dāng)牛車開(kāi)。
不進(jìn)行基礎(chǔ)控制優(yōu)化上先進(jìn)控制，好比三輪車上自動(dòng)駕駛。
工程師要在條件受限情況下至簡(jiǎn)至優(yōu)地解決問(wèn)題，好比開(kāi)AE86的秋名山車神。
新能源電車從電控到智能駕駛與智能工廠的智能控制與優(yōu)化沒(méi)有區(qū)別。代替人實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化駕駛，也是自動(dòng)化。知識(shí)型工作自動(dòng)化了也就智能工廠了。
作者：馮少輝博士
