今天在公众号“虎嗅APP”看到一篇推文：“我被日本的工业实力震撼到了”，作者在文章中描述了近期他去日本东京参加一场极具规模的B2B的工业展会。
对于一个靠笔杆子吃饭的文科生来讲，现场的一系列工业自动化设备让作者震撼不已，从推文标题就可以看出当时他的心情。
推文中凌乱夹杂着一些他在现场使用手机摇摇晃晃拍摄的一些工业机器人、自动流水线、宣传展板的图片。其中有一小段视频还是令人表示惊讶的。就是下面这个对比展示控制效果的直线运动的伺服电机的视频。
工业展会上稳稳移动酒杯的伺服电机
商家为了说明他们伺服电机优异的动态控制特性，并排使用两台直线运动平台，上面各自摆放了盛有小半杯红酒的高脚酒杯。在伺服电机控制下水平做往返运动。
可以看到它们在运动速度控制上略有区别，从而两个酒杯中的液体就表现为不同的状态。其中一只酒杯里的液体一直在晃动，而另外一只酒杯里的液体则在停止运动时立即回复静止状态。
对于盛有液体的酒杯，如果突然从静止到运动，或者突然从运动到静止，杯子里的液体还会持续晃动，呈现一个衰减震荡的形式。
突然停止的酒杯中液体在晃动
如果不让杯中的液体晃动有两种方式：一种就是启动和停止过程非常缓慢，平顺；另外一种就是酒杯启动和停止过程中，酒杯运动的加速度按照严格的设定值来进行。
显然第一种方式，对于工业现场控制来讲，时间效率太低。因此，为了实现在最短的时间内完成酒杯的移动，同时又不使得酒杯中的液体晃动，就需要优化酒杯运动加速度的控制，使得输出没有震荡。
作为运动控制问题来讲，设计出合理的酒杯速度和加速度控制曲线并不难。最简单情况下就是将酒杯近似成一个线性时不变系统，外部作用力为系统的输入，杯内液面的晃动作为输出。对系统进行建模之后，便可以求出一组加速度曲线，使得酒杯中的液体在运动中不产生震荡。
酒杯在外部作用力下，其中的液体发生晃动
同样，也可以在酒杯中的液体晃动情况下，通过外部作用力来晃动酒杯使得内部液体尽快静止。
如何对酒杯进行系统建模，如何设计外部加速度控制曲线来完成上面的任务呢？这些都可以通过学习信号与系统课程来完成。相信大家在掌握对于信号与系统基本的分析和设计方法之后，可以完成更多有挑战性的任务。
端起酒杯而不洒一滴酒，对于高速运动中的主战坦克来讲的确是一种挑战。网络上有很多短片展示了这些庞然大物的优异的控制能力。
主战坦克上的酒杯
在今年智能车竞赛赛题设计过程中，秘书处的江永亨老师就曾经提议，为了突出智能车中控制方面的元素，是否也考虑在车模上增加类似水杯装置，考察车模在动态运动，过桥，转换等环节中，保持液体平稳的控制能力。车模不仅需要运迅速，同时还要保持平稳。
通过信号与系统理论和大量的仿真软件，也许设计出最优的控制算法并不困难，困难的是如何能够实现它。推文“我被日本的工业实力震撼到了”中那段短片之所以令人惊讶，是伺服电机精确的动态控制性能和它的稳定性，以此为基础，才能够使得设计出的控制算法得以实现，否则再完美的理论，高大上的人工智能，都将是空中楼阁。
这个观点也是推文最后提到的，中国设想进行弯道超车，但脱离了坚实的制造工业基础，弯道超车是一个自欺欺人的说法。
炮塔上的一对高脚酒杯
今天晚上，全国大学生智能汽车竞赛秘书处再一次通过网络会议讨论第十五届竞赛赛事组织情况，今天的一个话题是探讨可否进行“云比赛”？通过远程视频和统一的裁判系统，配合赛题内容的调整，将分赛区比赛分散在各个学校内进行。通过这种方式遴选出全国总决赛的队伍，最终在今年八月底在西北工业大学举行全国总决赛。
这种方案不仅可以减轻分赛区承办压力，减少参赛队伍行程开销，同时也使得比赛成本大大降低，也适合今年新冠肺炎疫情的影响。为此，第十五届比赛的条件就已经具备了。
如何能够公平、公正、公开实现竞赛初选阶段的“云比赛”，大家有什么建议，也可以在这里提出你们的看法。
这是一首老歌，让人听起来既忧伤，又欢畅......
