第238章 重走一遍
姜明剛在頁面底部寫完蘇聯控制論體系幾個字，老孫便把舊夾頭丟到工作檯上，單側彈片已經被高溫烤出偏斜，紫銅箔也只剩窄窄一條接觸印。
「靠這玩意兒繼續燒，調多少遍參數都白搭，先把棒子兩頭夾牢。」
老孫從工具箱裡取出一截耐高溫鎳鉻合金絲，繞著鋼芯捲成兩隻彈簧，再將原先單側受力的壓片拆開，改成左右對稱的夾持結構。
兩隻彈簧分別頂住壓片外緣，熱膨脹發生時，夾頭兩側仍能持續施壓，預緊力經彈簧秤覆核後，提高到舊結構的三倍左右。
接觸面的處理更費工夫，老孫裁下三層厚度不同的紫銅箔，內層負責填平棒端起伏，中層分散夾持壓力，外層則用細砂布反覆磨到燈光能夠連成一片。
姜明拿起磨好的銅箔看了看，邊緣光整，表面也看不到橫向劃痕，壓入夾頭後應當能擴大實際導電面積。
「多層銅箔受熱會軟，彈簧還會繼續壓進去，接觸面越燒越實，只要鎳鉻絲別先失去彈性，這套結構就能撐住。」
老孫說完便將碳化矽棒重新裝回爐體，大劉拿著萬用表，從棒體中央一路測到兩端夾頭，方旭東則按上次記錄的位置逐項編號。
室溫測量結果很快列滿半頁，兩個連接端的等效電阻比改造前降低約百分之七十，多次拆裝後的數值差也壓進了原來的三分之一。
老孫仍不放心，又把壓片鬆開重裝，故意將其中一層銅箔偏轉方向，再讓大劉複測，數字依舊落在允許範圍。
「這回接觸面不挑手了，換個人裝也差不多。」
方旭東把重複測量結果描進舊結構曲線旁，原先上下散開的數據點收成窄帶，接觸電阻漂移按高溫估算至少能壓縮六成。
第二次空載升溫隨即開始，大劉合上總閘，按新制定的斜率逐級提高輸入功率，姜明守著紙帶記錄儀，將電流變化與爐溫響應逐段對齊。
溫度越過八百度後，雙彈簧結構的電流曲線依舊平順，先前在一千一百度附近出現的四十秒周期擺動，只留下幅度極小的起伏。
方旭東把新舊紙帶並排壓在玻璃板下，舊線在設定值兩側反覆擺動，新線到一千二百度仍緊貼中心線。
爐溫繼續上升，碳化矽棒逐漸進入高溫電阻變化區，電流曲線開始偏離中溫段趨勢，溫度紙帶也重新出現低頻波動。
靠近一千四百度時，波動幅度穩定在正負零點五到零點六度之間，較上次正負一點二度縮小了一半。
「夾頭改造管用，剩下這段跟棒體電阻變化對得上。」
方旭東沿兩個峰值向下畫線，對應點正落在碳化矽棒電流曲線的彎折處，原先混在一起的兩類擾動由此分開。
姜明盯著那段紙帶，心裡剛鬆開的地方又重新繃緊，正負零點六度足以超過物理所舊爐，卻仍比鍺時代的正負零點零八度差出七倍多。
矽區域提純面對的熔區更熱，材料對雜質與界面波動也更敏感，這個精度只能算把爐子推到門口。
他讓大劉維持保溫，隨後將八百至一千四百二十度拆成三個溫區，準備重新測量各段階躍響應。
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第一段從八百到一千度，碳化矽棒呈負溫度係數，溫度上升時電阻下降，定壓供電下電流隨之增加，系統等效增益高於舊鉬絲加熱體。
第二段從一千到一千二百度，電阻曲線進入轉折區域，同樣幅度的功率階躍，在區間兩端會產生不同的溫升速度。
第三段跨越一千二百到一千四百二十度，棒體逐漸轉入正溫度係數區，爐膛熱慣量也達到最大，輸出變化傳到熱電偶時已經拖出明顯延遲。
姜明先讓大劉在第一溫區增加固定功率，方旭東記錄溫度達到最終變化量百分之六十三所需的時間，再由姜明計算時間常數與等效增益。
三個溫區依次測完後，紙面上得到三組差異明顯的參數，原先那套統一PID整定值被徹底划去。
「碳化矽棒從中溫區走到高溫區，控制對象跟著變，繼續用一組參數，相當於拿同一把尺量三種東西。」
姜明依照三號爐鍺時代用過的分段整定方法，為三個溫區分別計算比例、積分與微分參數，大劉則拆開控制櫃，在原有迴路旁加裝三組參數網絡。
切換繼電器由熱電偶信號驅動，溫度跨過預設區間後，對應電阻與電容網絡接入控制器，避免人工切換帶來的延誤。
第一次分段投入時，一千二百度附近出現參數跳變，輸出功率沿紙帶劃出尖峰，大劉立刻調整繼電器觸點，在兩個溫區之間加入窄幅重疊帶。
重做後的切換平順許多，八百到一千二百度範圍內，爐溫波動逐漸壓到正負零點三度以內。
真正棘手的部分仍在最高溫區，溫度偏離設定值後，碳化矽棒電阻先隨溫度變化，定壓供電下的電流隨之反向移動，爐內積蓄的熱量卻繼續推動溫度上沖。
積分環節依據舊偏差持續累積修正量，等修正真正傳到爐膛時，溫度已經開始回落，於是輸出再次越過合適位置。
姜明將第三段的功率、棒體電阻和溫度曲線畫在同一坐標內，沿時間軸逐點標出延遲，正反饋環路的變化方向逐漸顯出來。
他削弱積分作用，加強微分預估，第一輪試驗的過沖有所收窄，熱電偶信號中的細小噪聲卻被同步放大，執行端開始頻繁調整。
「再加微分，繼電器先得被折騰壞，爐溫也會跟著高頻功率來回跑。」
姜明也清楚，常規PID只能根據偏差及其變化作出修正，可碳化矽棒的環路增益會隨溫度改變，其中還夾著晶界電阻與爐體熱慣量帶來的滯後。
只靠微分環節提前判斷，最多壓住某一小段溫區，換到另一個工作點，剛調好的參數又會失去作用。
他在牛皮紙筆記本上寫出加熱體電阻、驅動電流與爐溫之間的關係，將線性PID框在右側，又在前面留出一塊空白。
這塊空白需要一個專門的非線性補償環節，根據實時溫度判斷棒體電阻變化，提前修正驅動功率，讓PID只處理剩餘的小偏差。
可補償函數該怎樣構造，棒體升溫與降溫時的滯後該怎樣進入模型，三號爐此前的線性控制經驗已經給不出答案。
方旭東在下班前重新填寫進度表，將夾頭漂移壓縮六成、空載波動正負零點六度和分段PID試驗結果分別列入當天記錄。
在預計完成時間一欄，他寫下非線性補償攻關三到五天，矽料裝爐試驗最快安排在兩周後。
吳漢章看完紙上的時間，取過紅鉛筆，卻未催促姜明壓縮進度，只在空白處寫下一行字。
五百度到一千四百度，溫控團隊重走一遍。
姜明把進度表折回文件夾，夜裡回到宿舍後鎖好門窗，將牛皮紙筆記本、錢學森講義和舊硬皮備忘錄依次鋪開。
源雷一號永磁體退磁補償留下的分段數據，也被他從舊頁里翻了出來，那套方法能按狀態修正輸出，卻還缺少處理高溫滯後的關鍵一步。
他翻到通天錄中克魯格節點所在的脈絡，沿柏林時期的精密儀器合作記錄向東延伸，一條通往莫斯科動力學院的舊線逐漸亮起。
那條線上標著一位1951年去世的蘇聯專家，以及二十餘套烏拉爾高溫爐自動控制系統的記錄。
姜明將手按在那道連接上，意識中的舊實驗室隨即換成一間牆面粗糙的爐控室，桌上攤著兩條方向相反的電阻曲線。
「靠這玩意兒繼續燒，調多少遍參數都白搭，先把棒子兩頭夾牢。」
老孫從工具箱裡取出一截耐高溫鎳鉻合金絲，繞著鋼芯捲成兩隻彈簧，再將原先單側受力的壓片拆開，改成左右對稱的夾持結構。
兩隻彈簧分別頂住壓片外緣，熱膨脹發生時，夾頭兩側仍能持續施壓，預緊力經彈簧秤覆核後，提高到舊結構的三倍左右。
接觸面的處理更費工夫，老孫裁下三層厚度不同的紫銅箔，內層負責填平棒端起伏，中層分散夾持壓力，外層則用細砂布反覆磨到燈光能夠連成一片。
姜明拿起磨好的銅箔看了看，邊緣光整，表面也看不到橫向劃痕，壓入夾頭後應當能擴大實際導電面積。
「多層銅箔受熱會軟，彈簧還會繼續壓進去，接觸面越燒越實，只要鎳鉻絲別先失去彈性，這套結構就能撐住。」
老孫說完便將碳化矽棒重新裝回爐體，大劉拿著萬用表，從棒體中央一路測到兩端夾頭，方旭東則按上次記錄的位置逐項編號。
室溫測量結果很快列滿半頁，兩個連接端的等效電阻比改造前降低約百分之七十，多次拆裝後的數值差也壓進了原來的三分之一。
老孫仍不放心，又把壓片鬆開重裝，故意將其中一層銅箔偏轉方向，再讓大劉複測，數字依舊落在允許範圍。
「這回接觸面不挑手了，換個人裝也差不多。」
方旭東把重複測量結果描進舊結構曲線旁，原先上下散開的數據點收成窄帶，接觸電阻漂移按高溫估算至少能壓縮六成。
第二次空載升溫隨即開始，大劉合上總閘，按新制定的斜率逐級提高輸入功率，姜明守著紙帶記錄儀，將電流變化與爐溫響應逐段對齊。
溫度越過八百度後，雙彈簧結構的電流曲線依舊平順，先前在一千一百度附近出現的四十秒周期擺動，只留下幅度極小的起伏。
方旭東把新舊紙帶並排壓在玻璃板下，舊線在設定值兩側反覆擺動，新線到一千二百度仍緊貼中心線。
爐溫繼續上升，碳化矽棒逐漸進入高溫電阻變化區，電流曲線開始偏離中溫段趨勢，溫度紙帶也重新出現低頻波動。
靠近一千四百度時，波動幅度穩定在正負零點五到零點六度之間，較上次正負一點二度縮小了一半。
「夾頭改造管用，剩下這段跟棒體電阻變化對得上。」
方旭東沿兩個峰值向下畫線，對應點正落在碳化矽棒電流曲線的彎折處，原先混在一起的兩類擾動由此分開。
姜明盯著那段紙帶，心裡剛鬆開的地方又重新繃緊，正負零點六度足以超過物理所舊爐，卻仍比鍺時代的正負零點零八度差出七倍多。
矽區域提純面對的熔區更熱，材料對雜質與界面波動也更敏感，這個精度只能算把爐子推到門口。
他讓大劉維持保溫，隨後將八百至一千四百二十度拆成三個溫區，準備重新測量各段階躍響應。
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第一段從八百到一千度，碳化矽棒呈負溫度係數，溫度上升時電阻下降，定壓供電下電流隨之增加，系統等效增益高於舊鉬絲加熱體。
第二段從一千到一千二百度，電阻曲線進入轉折區域，同樣幅度的功率階躍，在區間兩端會產生不同的溫升速度。
第三段跨越一千二百到一千四百二十度，棒體逐漸轉入正溫度係數區，爐膛熱慣量也達到最大，輸出變化傳到熱電偶時已經拖出明顯延遲。
姜明先讓大劉在第一溫區增加固定功率，方旭東記錄溫度達到最終變化量百分之六十三所需的時間，再由姜明計算時間常數與等效增益。
三個溫區依次測完後，紙面上得到三組差異明顯的參數，原先那套統一PID整定值被徹底划去。
「碳化矽棒從中溫區走到高溫區，控制對象跟著變，繼續用一組參數，相當於拿同一把尺量三種東西。」
姜明依照三號爐鍺時代用過的分段整定方法，為三個溫區分別計算比例、積分與微分參數，大劉則拆開控制櫃，在原有迴路旁加裝三組參數網絡。
切換繼電器由熱電偶信號驅動，溫度跨過預設區間後，對應電阻與電容網絡接入控制器，避免人工切換帶來的延誤。
第一次分段投入時，一千二百度附近出現參數跳變，輸出功率沿紙帶劃出尖峰，大劉立刻調整繼電器觸點，在兩個溫區之間加入窄幅重疊帶。
重做後的切換平順許多，八百到一千二百度範圍內，爐溫波動逐漸壓到正負零點三度以內。
真正棘手的部分仍在最高溫區，溫度偏離設定值後，碳化矽棒電阻先隨溫度變化，定壓供電下的電流隨之反向移動，爐內積蓄的熱量卻繼續推動溫度上沖。
積分環節依據舊偏差持續累積修正量，等修正真正傳到爐膛時，溫度已經開始回落，於是輸出再次越過合適位置。
姜明將第三段的功率、棒體電阻和溫度曲線畫在同一坐標內，沿時間軸逐點標出延遲，正反饋環路的變化方向逐漸顯出來。
他削弱積分作用，加強微分預估，第一輪試驗的過沖有所收窄，熱電偶信號中的細小噪聲卻被同步放大，執行端開始頻繁調整。
「再加微分，繼電器先得被折騰壞，爐溫也會跟著高頻功率來回跑。」
姜明也清楚，常規PID只能根據偏差及其變化作出修正，可碳化矽棒的環路增益會隨溫度改變，其中還夾著晶界電阻與爐體熱慣量帶來的滯後。
只靠微分環節提前判斷，最多壓住某一小段溫區，換到另一個工作點，剛調好的參數又會失去作用。
他在牛皮紙筆記本上寫出加熱體電阻、驅動電流與爐溫之間的關係，將線性PID框在右側，又在前面留出一塊空白。
這塊空白需要一個專門的非線性補償環節，根據實時溫度判斷棒體電阻變化，提前修正驅動功率，讓PID只處理剩餘的小偏差。
可補償函數該怎樣構造，棒體升溫與降溫時的滯後該怎樣進入模型，三號爐此前的線性控制經驗已經給不出答案。
方旭東在下班前重新填寫進度表，將夾頭漂移壓縮六成、空載波動正負零點六度和分段PID試驗結果分別列入當天記錄。
在預計完成時間一欄，他寫下非線性補償攻關三到五天，矽料裝爐試驗最快安排在兩周後。
吳漢章看完紙上的時間，取過紅鉛筆，卻未催促姜明壓縮進度，只在空白處寫下一行字。
五百度到一千四百度，溫控團隊重走一遍。
姜明把進度表折回文件夾，夜裡回到宿舍後鎖好門窗，將牛皮紙筆記本、錢學森講義和舊硬皮備忘錄依次鋪開。
源雷一號永磁體退磁補償留下的分段數據，也被他從舊頁里翻了出來，那套方法能按狀態修正輸出，卻還缺少處理高溫滯後的關鍵一步。
他翻到通天錄中克魯格節點所在的脈絡，沿柏林時期的精密儀器合作記錄向東延伸，一條通往莫斯科動力學院的舊線逐漸亮起。
那條線上標著一位1951年去世的蘇聯專家，以及二十餘套烏拉爾高溫爐自動控制系統的記錄。
姜明將手按在那道連接上，意識中的舊實驗室隨即換成一間牆面粗糙的爐控室，桌上攤著兩條方向相反的電阻曲線。