第11章 科技之心的真谛
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周峰偶尔有一丢丢的后悔招了章涵做博士生，他能力很强，项目经验丰富，科研能力也算突出，就是有一点，带队伍的能力是零，甚至可能是负。
他会的知识，就会觉得简单，如果别人不会，那就是不可思议。
教学，在于深入浅出。
而另外一个博士生，哎，不说也罢。
好在这些都是记名弟子，随便吧。
“刘牧，你知道PID的精髓是什么吗？嵌入式与物联网的培训，我其实稍微带过讲解了一下。”周峰问。
刘牧认真地想了想，说：“PID，可以看做是输出控制量与目标值、实际值之差所建立的一种函数关系，就像一个黑盒子函数，目标值、实际值之差是输入的x，控制量是输出的y。”
这就是他的理解，一名平平无奇高中生的逻辑。
在对微积分不甚理解时的直观思考。
周峰看着刘牧的目光充满着欣慰、欣赏，看看，这就是科技界的璞玉。
很多完整上过《自动控制原理》的学生，都很可能被一整本的复杂理论描述搞得晕头转向，什么极点、奈奎斯特，搞到最后，书本学完了，还是不能学以致用。
“你们六个，还有金榜，窦真，认真地把这段话记下来，这就是PID的本质，这就是自动控制的精髓。”周峰眼眶有些湿润，接着布置了任务，让刘牧做一期1小时的PID讲解。
六个本科生有些傻眼。
其中担任队长的韩开云忍不住道：“学弟是华二理科班，我也是，比你高三届。”
有一种被博士训哭尚可接受，但是让高中师弟教我？丢不起脸。
章涵的脸色更冷，说：“一句概括的说明，没办法让平衡车跑起来。”
平衡车就是典型PID闭环系统。
周峰摆了摆手，说：“反正就1个小时，姑且听听呗，刘牧，怎么样？可敢一试。”
一颗勇往无前的学霸之心，根本就不会畏惧台下的听众是谁。
即便是院士又如何？
孔子尚且说，三人行必有我师。
刘牧回：“没问题。”
组会结束，章涵抱着电脑率先走了。
窦真过来跟刘牧闲谈，夸奖了他几句，然后小声问：“小师弟，你跟周老师什么关系？他真特别喜欢你，说起你，我看他眼珠子放光哦。”
金榜替刘牧解释一二，拉着他走。
“再见，真逗师姐。”
两人走出学院，金榜才说：“你刚才说真逗师姐了。”
“有吗？我说窦真吧。”
“哎，随便啦，周老师真把你当亲儿子，那你叫什么，窦师姐都不会生气，她就是科研界的耻辱败类，不自己搞科研，整天想着歪门邪道的捷径心思。”
刘牧不解。
“你以后就知道啦，反正这位姐也是奇人，用一个词语形容就是科研婊。”
回到宿舍，刘牧就着手准备PID的讲稿。
周峰很贴心地把自己的讲稿发过来参考。
刘牧不会去深究积分和微分的理论描述，而更多去想意义，为什么不同的系统都可以用PID来描述输入/输出关系呢。
比如平衡车，输入是加速度信号，输出是前进或后退的电机控制。
比如恒温设备，输入是温度，输出则是加热装置。
同一个系统，各种参数也时刻变化着。
平衡车在平整的路上、上坡、下坡都不同，30公斤的孩子和80公斤的成年人更加不同，而这些种种，都只是通过PID来控制。
有趣。
越看下去，思考越深入，刘牧对PID越着迷。
凌晨四点。
金榜起床上厕所，看到刘牧那边的USB小灯还亮着，揉了揉眼睛，迷瞪瞪说：“你还不睡啊。”
刘牧还在思考PID的终极含义，以及如何拆分讲解。
上午九点半，信院，周峰副教授会议室。
六名本科生全部到位。
窦真来了，笑眯眯给刘牧加油。
章涵也抱着电脑来了，只是他的目光一直盯着电脑。
金榜也必须得出席。
周峰看到刘牧的黑眼圈，一阵心疼，心下埋怨自己应该给更多的准备时间。
刘牧的眼神很明亮，丝毫没因为场下坐下副教授、博士、硕士、本科生而露怯。
也不废话，开始说起。
“今天，我就来说一下自动控制PID，P为比例，I为积分，D为微分，到底什么是PID？”刘牧的台风稳健而自信，“请韩开云师兄来配合我一下，讲台前这条线是目标，师兄，你需要遵守两个原则，尽可能快到达目标，尽可能小的越过目标。”
韩开云站起来不太情愿，从起始点开始慢悠悠往目标点走去，乌龟爬的停在目标位置。
“韩师兄刚才演示的跑法是只有P时的算法，而且P还很小，退回去，你要尽可能快速过来。”
这一次跑得很快。
有点常识的人都知道，你要跑到一个目标位置就立刻停住，这就需要你在接近目标前就减速，而你减速会影响到达目标的时间。
减速的时刻很重要。
韩开云已经不知道自己跑第几次了。
满头汗水。
刘牧又让另一只队伍的队长大二学生史境出来跑。
韩开云气喘吁吁的坐下。
观看过多次跑步后，史境总结出：最佳策略应该是跑过目标，再往回折返一步。
“通过两位师兄的跑位，我们知道，这就是PID的调节过程，PID的本质就是尽快、尽少超调地达到目标值。”
这句话说完，一直盯着电脑屏幕的章涵抬起头看了一眼，沉思片刻，继续看电脑。
窦真一直在看跑步的热闹，觉得好有趣。
金榜若有所悟。
周峰很认真很严肃地说道：“你们六个牢牢记住这句话，PID的本质就是尽快、尽快超调地达到目标。”
他像陷入回忆中一样，感慨说：“有些老教授上课，因为知识体系太庞杂，尤其讲述《自动控制原理》时，很想要讲得面面俱到，最终的结果是乱糟糟，我当年学这门课时，学完之后一头雾水，尤其后来亲自做项目去照搬理论的时候，陷入了极大的自我怀疑中。直到这几年，我自己授课时，对照实际项目，才体会到了PID的本质，就是如刘牧所说。”
不愧是亲传弟子呀。
周峰心中又激动又喜悦，越看越喜欢刘牧。
周峰偶尔有一丢丢的后悔招了章涵做博士生，他能力很强，项目经验丰富，科研能力也算突出，就是有一点，带队伍的能力是零，甚至可能是负。
他会的知识，就会觉得简单，如果别人不会，那就是不可思议。
教学，在于深入浅出。
而另外一个博士生，哎，不说也罢。
好在这些都是记名弟子，随便吧。
“刘牧，你知道PID的精髓是什么吗？嵌入式与物联网的培训，我其实稍微带过讲解了一下。”周峰问。
刘牧认真地想了想，说：“PID，可以看做是输出控制量与目标值、实际值之差所建立的一种函数关系，就像一个黑盒子函数，目标值、实际值之差是输入的x，控制量是输出的y。”
这就是他的理解，一名平平无奇高中生的逻辑。
在对微积分不甚理解时的直观思考。
周峰看着刘牧的目光充满着欣慰、欣赏，看看，这就是科技界的璞玉。
很多完整上过《自动控制原理》的学生，都很可能被一整本的复杂理论描述搞得晕头转向，什么极点、奈奎斯特，搞到最后，书本学完了，还是不能学以致用。
“你们六个，还有金榜，窦真，认真地把这段话记下来，这就是PID的本质，这就是自动控制的精髓。”周峰眼眶有些湿润，接着布置了任务，让刘牧做一期1小时的PID讲解。
六个本科生有些傻眼。
其中担任队长的韩开云忍不住道：“学弟是华二理科班，我也是，比你高三届。”
有一种被博士训哭尚可接受，但是让高中师弟教我？丢不起脸。
章涵的脸色更冷，说：“一句概括的说明，没办法让平衡车跑起来。”
平衡车就是典型PID闭环系统。
周峰摆了摆手，说：“反正就1个小时，姑且听听呗，刘牧，怎么样？可敢一试。”
一颗勇往无前的学霸之心，根本就不会畏惧台下的听众是谁。
即便是院士又如何？
孔子尚且说，三人行必有我师。
刘牧回：“没问题。”
组会结束，章涵抱着电脑率先走了。
窦真过来跟刘牧闲谈，夸奖了他几句，然后小声问：“小师弟，你跟周老师什么关系？他真特别喜欢你，说起你，我看他眼珠子放光哦。”
金榜替刘牧解释一二，拉着他走。
“再见，真逗师姐。”
两人走出学院，金榜才说：“你刚才说真逗师姐了。”
“有吗？我说窦真吧。”
“哎，随便啦，周老师真把你当亲儿子，那你叫什么，窦师姐都不会生气，她就是科研界的耻辱败类，不自己搞科研，整天想着歪门邪道的捷径心思。”
刘牧不解。
“你以后就知道啦，反正这位姐也是奇人，用一个词语形容就是科研婊。”
回到宿舍，刘牧就着手准备PID的讲稿。
周峰很贴心地把自己的讲稿发过来参考。
刘牧不会去深究积分和微分的理论描述，而更多去想意义，为什么不同的系统都可以用PID来描述输入/输出关系呢。
比如平衡车，输入是加速度信号，输出是前进或后退的电机控制。
比如恒温设备，输入是温度，输出则是加热装置。
同一个系统，各种参数也时刻变化着。
平衡车在平整的路上、上坡、下坡都不同，30公斤的孩子和80公斤的成年人更加不同，而这些种种，都只是通过PID来控制。
有趣。
越看下去，思考越深入，刘牧对PID越着迷。
凌晨四点。
金榜起床上厕所，看到刘牧那边的USB小灯还亮着，揉了揉眼睛，迷瞪瞪说：“你还不睡啊。”
刘牧还在思考PID的终极含义，以及如何拆分讲解。
上午九点半，信院，周峰副教授会议室。
六名本科生全部到位。
窦真来了，笑眯眯给刘牧加油。
章涵也抱着电脑来了，只是他的目光一直盯着电脑。
金榜也必须得出席。
周峰看到刘牧的黑眼圈，一阵心疼，心下埋怨自己应该给更多的准备时间。
刘牧的眼神很明亮，丝毫没因为场下坐下副教授、博士、硕士、本科生而露怯。
也不废话，开始说起。
“今天，我就来说一下自动控制PID，P为比例，I为积分，D为微分，到底什么是PID？”刘牧的台风稳健而自信，“请韩开云师兄来配合我一下，讲台前这条线是目标，师兄，你需要遵守两个原则，尽可能快到达目标，尽可能小的越过目标。”
韩开云站起来不太情愿，从起始点开始慢悠悠往目标点走去，乌龟爬的停在目标位置。
“韩师兄刚才演示的跑法是只有P时的算法，而且P还很小，退回去，你要尽可能快速过来。”
这一次跑得很快。
有点常识的人都知道，你要跑到一个目标位置就立刻停住，这就需要你在接近目标前就减速，而你减速会影响到达目标的时间。
减速的时刻很重要。
韩开云已经不知道自己跑第几次了。
满头汗水。
刘牧又让另一只队伍的队长大二学生史境出来跑。
韩开云气喘吁吁的坐下。
观看过多次跑步后，史境总结出：最佳策略应该是跑过目标，再往回折返一步。
“通过两位师兄的跑位，我们知道，这就是PID的调节过程，PID的本质就是尽快、尽少超调地达到目标值。”
这句话说完，一直盯着电脑屏幕的章涵抬起头看了一眼，沉思片刻，继续看电脑。
窦真一直在看跑步的热闹，觉得好有趣。
金榜若有所悟。
周峰很认真很严肃地说道：“你们六个牢牢记住这句话，PID的本质就是尽快、尽快超调地达到目标。”
他像陷入回忆中一样，感慨说：“有些老教授上课，因为知识体系太庞杂，尤其讲述《自动控制原理》时，很想要讲得面面俱到，最终的结果是乱糟糟，我当年学这门课时，学完之后一头雾水，尤其后来亲自做项目去照搬理论的时候，陷入了极大的自我怀疑中。直到这几年，我自己授课时，对照实际项目，才体会到了PID的本质，就是如刘牧所说。”
不愧是亲传弟子呀。
周峰心中又激动又喜悦，越看越喜欢刘牧。