第649章 掩膜臺雙核心技術難點?章延杰給我破越懂越敬畏
第二天拂曉，陳延森緩緩睜開眼。
葉秋萍睡在身旁，呼吸均勻悠長，半透明的真絲睡裙下，身材曲線隱約可見，實力雄厚。
陳延森掀開被角，穿上拖鞋向外走去。
地板上隨意丟著一套慢羊羊和青蛇的Cos服，旁邊還放著一節會動的尾巴。
走進書房，他打開電腦，像往常一樣先查看各子公司的核心經營指標，待確認沒有問題后，才著手處理郵件。
因此，不到十分鐘，他就忙完了手頭工作。
“嗡”的一聲！
桌子上的手機震動了一下。
陳延森拿起來一看，是宋允澄發來的信息，他略一思索，回復了一個“好”字。
上午八點五十，他準時趕到光學研發中心，領著算法組的成員簡單開了個短會，便投入到接下來的工作中。
掩膜臺的超精密運動控制技術，需要納米級精度的運動控制算法和軟件來支撐。
陳延森在吃透該項技術的核心后，設計了一種復合控制架構，采用“前饋反饋擾動補償”的三層結構。
首先，基于運動軌跡的加速度前饋和摩擦前饋，補償系統滯后。
說人話就是提前預判，主動發力！
就像老司機看到前面有坡，提前踩油門加速，而不是等車速降下來才反應。
加速度前饋的含義是，依托事先規劃好的路線，比如要加速到多少、什么時候減速，先給電機“發指令”，讓它在該用力的時候用力，避免動作滯后。
而摩擦前饋則是，既然知道機器運行時零件間會產生摩擦，類似車胎與地面之間有阻力，那就預先計算出克服這份摩擦所需的額外作用力，進而保障機器動作的精準度。
其次，使用PID加LQR的混合控制方式。
換而言之，即實時修正，盯著目標調整。
好比開車時盯著儀表盤，發現速度快了就松油門，慢了就踩一點，隨時修正偏差。
PID是工業控制中最常用的一種控制算法，說白了就是一套“根據誤差來調整行動”的規則，能讓設備的運行狀態穩定在目標值上。
LQR即線性二次調節器，是一種更為智能的自動控制算法。
以機械臂精準停到指定位置為例，普通控制方式只能通過緊盯“當前位置與目標位置的偏差”來進行調整。
而LQR能夠同時考量多個因素，比如當前位置偏離了多少、移動速度是否合適、電機輸出的力矩大小、零件是否會因受力過大產生晃動等。
一旦將這項技術突破到納米級別，它不僅能用于掩膜臺的制造，還能應用于機器人運動控制以及衛星姿態調整等場景。
最后是擾動補償技術，它通過擴展卡爾曼濾波器估算外部擾動的數值，并實時進行抵消。
就像開車時突然刮來一陣風，方向盤會抖一下，司機要立刻微調穩住方向。
擴展卡爾曼濾波器就如同一個“敏感傳感器高效計算器”的組合，能快速察覺到外界的突發干擾，然后立刻算出力量補償，從而抵消這些干擾的影響，確保精度不受影響。
當這三種方式配合使用，整套控制邏輯就像一位擅長預判、精通精細調節且抗干擾能力出色的超級司機，既能讓機器動作又快又準，還能面對各種小干擾，將精度穩定控制在納米級別。
實際上，國內的一眾高校和科研院所，如哈工大、清華、華科自動化研究所等，在PID、LQR、卡爾曼濾波等經典控制算法上已有深入研究，并發表了大量相關論文。
當前算法大多僅完成了仿真或小范圍實驗，還沒有在高精度運動平臺上經歷過應用層面的驗證。
理論模型與實際機械非線性之間的匹配經驗存在嚴重欠缺！
并且就摩擦、間隙的補償而言，目前只能做到微米級。
制約該項技術實現極速突破的主要原因在于，精密軸承、氣浮組件、高穩定性電源等關鍵配套產品的國產化率過低，且性能與國外產品存在較大差距，這使得在進行系統集成時，極難跨越精度瓶頸。
即便陳延森每天都把普朗克時鐘的天賦拉到極限，前路依舊困難重重。
剛解決完A問題，轉眼又冒出一個B問題，再次把路堵得死死的。
可在一幫行業頂尖專家看來，陳延森的能力已屬妖孽，僅憑一己之力，就研發出了更先進的控制算法。
換作他們，沒個七八年時間都琢磨不出來。
結果半個月不到，這群各地自動化研究所的博士、教授和院士們，對陳延森的稱呼也從“陳總”、“陳老板”變成了“陳先生”。
一些能放得下臉面的人，甚至喊起了“陳老師”。
其中就有哈工大的章延杰，再過四年就奔五十歲了，卻整天圍著陳延森打轉，一口一個陳老師的叫著。
這時，章延杰抱著一臺筆記本電腦湊到陳延森的面前問道：“陳老師，您昨天說的擾動補償算法流程圖，我回去想了半宿，有個地方還是沒吃透。”
他頓了頓又說：“擴展卡爾曼濾波器在估算外部擾動時，怎么平衡響應速度和估算精度？我按您給的參數做仿真，響應快了，誤差就飄到200納米以上，想把誤差壓到50納米以下，響應速度又變慢了，遇上突發的擾動情況，根本來不及補償。”
陳延森停下腳步，緊盯著屏幕看了幾十秒，隨即開口說道：“老章，你看這條擾動曲線，外部干擾不是恒定的，比如氣浮組件的壓力波動，有時候是高頻小幅度的，有時候是低頻大幅度的。
你之前用的是固定增益的卡爾曼濾波器，自然沒法兼顧速度和精度，可以加個自適應增益模塊，讓濾波器自己判斷擾動類型。
高頻小擾動時，把增益調大，加快響應；低頻大擾動時，降低增益，減少誤差。
我昨天做了組仿真，用這個邏輯，響應時間能控制在10毫秒以內，誤差能穩定在20納米以下，你今天試試這組參數。”
章延杰眉心深蹙，過了好一會兒，才拍著大腿喊道：“對啊！我怎么沒想到要分擾動類型調整增益！”
有些技術障礙，其實就像一層窗戶紙，一捅就破。
可要是沒人點撥，說不定就得在門口繞上數月、乃至數年的彎路。
聽到動靜，周圍幾個埋頭干活的研發工程師也圍了過來。
清華自動化系的李拓撲指著圖上的模塊問道：“這個自適應增益的閾值該如何設定？如果對擾動類型判斷失誤，會不會反過來影響精度？”
其他幾人的臉上，同樣帶著好奇。
陳延森微微頷首，拉過一把椅子坐下，直接用章延杰的電腦調出了一組實驗數據：“可以用前500毫秒的擾動數據做特征提取，比如頻率超過100Hz、幅度小于0.5納米的，歸為高頻小擾動；
頻率低于50Hz、幅度大于1納米的，歸為低頻大擾動，中間模糊地帶的，用加權算法平衡增益，這樣判斷準確率能達到98以上，基本不會出錯。”
幾名來自清華自動化系的教授聽后，眼前一亮，不由地咽了咽口水。
哈工大的幾位博士面面相覷，眼中閃過一抹震驚之色。
與陳延森接觸的越多，就越能感覺到世界的參差、人與人之間的差距，以及自身能力的渺小。
章延杰暗暗嘆了一口氣，他心里清楚，若沒有陳延森，他們這伙人即便湊在一起鉆研，在運動控制算法的研究上，恐怕也很難有什么進展。
正說著，軸承組的一名科研人員捏著一份檢測報告跑了進來，臉上滿是興奮：“陳總，氣浮導軌的測試結果出來了！這款陶瓷氣浮軸承的平面度誤差控制在了30納米，比之前用的進口軸承還低5納米，而且經過24小時連續運行測試，溫升只有0.6攝氏度，穩定性完全達標。”
陳延森接過報告，翻到數據頁，嘴角微揚，露出一抹淡笑。
符合預期就好！
氣浮組件是掩膜臺運動的核心部件，以前的局面是買不到、造不出。
如今，時代徹底變了！
隨后，陳延森看向章延杰說道：“你跟運動控制組對接下，用新的氣浮軸承重新做一次整機測試。”
“好，我馬上去。”章延杰拿起電腦和測試報告，樂呵呵地快步離開。
若是讓哈工大的一眾博士生看見，非得驚掉下巴不可。
因為此時的章延杰態度謙遜，完全不是平日里在學校的嚴肅模樣。
隨著星源科技掌握的專利技術越來越多，安國協會對于陳延森的調查也越來越細。
遠在燕京的李青松，隨手翻動著陳延森的調查報告，最終輕輕一笑，將文件鎖進了柜子里。
另一邊。
一周時間轉瞬即逝，到了周五下午四點，陳延森換下實驗服，走出研發中心，坐進紅旗L5的后排，隨后示意老黃開車前往機場。