Estoy leyendo de Astrom & Murray (2008) «s Feedback Systems: Una introducción para científicos e ingenieros sobre la diferencia entre retroalimentación y retroalimentación. El libro dice:
La retroalimentación es reactiva: debe haber un error antes de que se tomen las acciones correctivas. Sin embargo, en algunas circunstancias, es posible medir una perturbación antes de que la perturbación haya influido en el sistema. El efecto de la perturbación se reduce así midiéndola y generando una señal de control que la contrarreste. Esta forma de controlar un sistema se llama feedforward .
El pasaje hace que parezca que la retroalimentación es reactiva, mientras que el feedforward no lo es . Sostengo que debido a que el control anticipativo todavía usa valores de sensor para producir una señal de control, todavía es reactivo a las condiciones en las que se encuentra el sistema. Entonces, ¿cómo puede el control anticipado posiblemente ser diferente de la retroalimentación si ¿Ambas son formas de control reactivo? ¿Qué los separa realmente?
Un ejemplo ilustrativo de la diferencia entre los dos sería muy útil.
Respuesta
En los modelos simples y los diagramas de bloques de los sistemas de control que encontrará en los libros de texto básicos, le mostrarán un diagrama único con una sección de retroalimentación que usa medidas del parámetro objetivo y una sección de feedforward que no usa el parámetro de destino.
Esté preparado para relajar esa definición cuando llegue al mundo real.
Trátelo como terminología que le ayuda a hablar sobre un subconjunto de un sistema de control en lugar de un absoluto matemático.
En control simple, la parte de retroalimentación de su sistema de control es la que usa medidas del parámetro que está tratando de controlar en sus cálculos.
Pero no olvide que usamos el término para sistemas en general. Un micrófono apuntado a un altavoz hace que el sistema evolucione de una manera predecible y decimos que la retroalimentación está causando el ruido fuerte.
Entonces, cuando hablamos de retroalimentación, estamos hablando de cómo alguna característica de un sistema influye en la evolución de ese sistema.
Cuando hablamos de la parte de retroalimentación de un sistema de control específico, estamos enfocando la conversación en el parámetro objetivo que estamos midiendo y tratando de controlar.
El control de feedforward no está relacionado. Al menos esa es la mejor manera de comenzar a discutirlo. En el control de avance, estamos creando algún modelo del sistema y usándolo para cambiar el parámetro objetivo a lo que queremos. Si tenemos un modelo perfecto del sistema, entonces sabemos exactamente qué entradas a la actuación necesitamos para cambiar el parámetro objetivo. No es necesario medir el parámetro de destino. Por lo tanto, en teoría simple, el control anticipado es un control que no necesita usar medidas del parámetro de destino.
Pero luego las cosas se complican. Crear buenos modelos es difícil y a menudo usamos algún tipo de aprendizaje o identificación del sistema para crear el modelo y actualizar el modelo a medida que las cosas cambian. Esto usará medidas del parámetro objetivo. ¿Es retroalimentación? Sí. ¿A esto lo llamamos control de retroalimentación? No.
Además, las perturbaciones son siempre difíciles de predecir y si podemos medir algunas o todas, podemos mejorar el modelo para el control anticipativo. ¿Son estas medidas retroalimentación? Sí. ¿A esto lo llamamos control de retroalimentación? No.
Con suerte, eso te dará un poco más de comprensión. No conozco el libro de Astrom & Murray, pero puedo ver en Google que la cita proviene del capítulo de introducción. Espere que le den una comprensión más matizada de la retroalimentación y el feedforward más adelante.
Responder
Es discutible lo que se llama reactivo y lo que no … sin embargo, lo que se mide por los sensores y la información que posee el controlador no es discutible.
En el control de retroalimentación, las salidas del sistema se miden y si no coinciden con la salida deseada (referencia), se recalcula el parámetro controlado. Si la entrada no cambia, estas diferencias generalmente provienen de perturbaciones. El controlador tiene una retroalimentación de la salida del sistema que cuantifica «qué tan lejos» está del estado deseado, independientemente de la causa de esta diferencia.
En el control anticipado, las perturbaciones se miden y el parámetro controlado se calcula en base a algún modelo matemático (o lógico). No hay retroalimentación para ver si el sistema está realmente en el estado deseado o «qué tan lejos» está del estado deseado. Si las perturbaciones que no se miden causan que el sistema se salidas difieren de la deseada, el controlador no reaccionará.
Entonces, para formularlo con «reactivo», diría que el control de retroalimentación es reactivo, ya que reacciona a los cambios en la salida del sistema, mientras que el feedforward es proactivo, ya que actúa antes del cambio de salida del sistema. El factor importante en la teoría de control es la salida del sistema controlado; esa es probablemente la razón por la que reactivo se define desde el punto de vista del cambio en la salida del sistema.
Feedforward también reacciona a algo, pero este algo no es la salida del sistema, así que desde el punto de vista de vista de la salida del sistema, no es reactiva. En el control anticipativo, la salida del sistema puede cambiar sin ninguna reacción del controlador, mientras que en el control de retroalimentación cualquier cambio en la salida del sistema provocará una reacción del controlador. Dado que el aspecto importante es la salida del sistema y el controlador feedforward no reacciona a los cambios en la salida, se puede considerar un método de control no reactivo.
Ilustración de Wikipedia , (a) bucle abierto, (b) feedforward, (c) comentarios
Comentarios
- Por lo tanto, el control anticipado asume que las perturbaciones se pueden detectar independientemente de su efectos en el sistema, mientras que el control de retroalimentación asume que las perturbaciones solo se pueden detectar después de que hayan afectado al sistema?
- Más como el control anticipativo se usa cuando las perturbaciones (más importantes) pueden detectarse y un modelo puede ser construir con la precisión deseada, y el control de retroalimentación se utiliza cuando no. También se practican combinaciones de retroalimentación y retroalimentación. El valor de retroalimentación » ayuda » la retroalimentación c ontroller reaccionar mejor.
Responder
Discuto eso debido a que el control anticipativo todavía usa valores de sensor para producir una señal de control
Para una discusión teórica, su suposición previa es incorrecta. Una lógica de control anticipada no necesita depender del valor del sensor. Más bien depende del valor deseado. Por ejemplo, si tenemos una barra simple colgada como un péndulo simple con un resorte de torsión en el pivote. Digamos que estamos operando esta varilla con un motor en el pivote. Si damos un ángulo de deseo de 30 grados, entonces la lógica de avance enviará un deber, en consecuencia, para equilibrar el resorte de torsión girado 30 grados. Mientras que, la lógica de retroalimentación se encargará de el escenario del mundo real de la resistencia del aire.
Respuesta
Piense que su controlador tiene varios componentes:
un modelo (matemático) del sistema,
un subsistema de medición para detectar errores,
un método para ingresar comandos al sistema.
El controlador de retroalimentación utiliza los errores medidos, calcula los cambios en las entradas para aplastar esos errores y envía esas entradas al sistema. La idea es que todas las dinámicas que afectan a un sistema no se conocerán de antemano: los valores de fricción cambian, las perturbaciones son detectados, las cargas útiles no son constantes, etc. De modo que medimos el error y lo eliminamos.
El controlador feedforward generalmente envuelve el controlador de retroalimentación. Aunque hay muchos tipos, todos ellos generalmente estiman cuál será la respuesta del sistema para las entradas cambiadas calculadas anteriormente. Luego, «empujan» las entradas para tener en cuenta los errores adicionales predichos para evitar que ocurran esos errores modelados. Un buen ejemplo es cuando el sistema sabe que la carga útil cambia cuando un dispositivo detecta algo: la corriente a los motores se puede aumentar para tener en cuenta el par adicional requerido sin esperar a que el sistema comience a moverse (demasiado lento) y ver los errores.
Responder
Los controladores siempre están reaccionando a algo, así que tienes razón al pensar que «ser reactivo» no es la diferencia entre los dos. La clave es a qué están reaccionando los controladores.
En el control de retroalimentación, el controlador actúa para minimizar una señal de error. Un sistema que incluye control de retroalimentación tendría:
- Un sensor para medir la salida del sistema
- Una señal de referencia, con la que se compara la salida del sistema
- A controlador que opera en (es decir, «reacciona a») la diferencia entre la referencia y la medición
Este tipo de esquema de control también se conoce como «control de bucle cerrado».
En el control de avance, el controlador actúa sin ningún conocimiento directo de la respuesta del sistema. Puede estar reaccionando a una señal de referencia o salida de un sensor (siempre que el sensor no esté midiendo la salida del sistema – esto crear un bucle de retroalimentación) o ambos. Esto también se denomina «control de bucle abierto».
Esto es más que una diferencia semántica. Sólo un controlador de bucle cerrado tiene la capacidad de compensar parámetros desconocidos, modelado errores, etc.
En su pregunta, se refiere a una situación en la que la retroalimentación se utiliza como un medio para lograr el rechazo de la perturbación. La idea sería que mida la entrada de perturbación, modele la respuesta del sistema debido a esta entrada, calcule la entrada de control requerida para contrarrestar esta respuesta y luego aplique esa entrada de control. Dado que la señal de control (salida del controlador) es independiente de la respuesta del sistema, se trata de un control de bucle abierto.
No es raro que los controladores se diseñen con componentes de retroalimentación y retroalimentación. En este caso, suelo pensar en el componente de retroalimentación como la ruta principal y el componente de retroalimentación como complementario, para mejorar el rendimiento de alguna manera.
Por ejemplo, en el control de movimiento, se puede hacer un motor para seguir una referencia de velocidad utilizando un controlador PID que opera sobre el error de velocidad. Debido a que el controlador PID opera solo con el error, sin ningún conocimiento de la señal de referencia, debe haber algún error antes de que el controlador responda, por lo que habrá cierto retraso. Puede aumentar las ganancias para minimizar el retraso, pero debido a que los sistemas reales son flexibles, habrá algún punto en el que el sistema se volverá inestable a medida que aumenten las ganancias.
Puede agregar una ruta de avance, sin embargo, que opera sobre la derivada de la referencia de velocidad (entonces, la aceleración). Si la inercia del sistema es constante, el controlador de avance puede ser una ganancia proporcional simple multiplicada por la señal de aceleración, lo que correspondería a un par adicional.
Ahora el motor generará par en respuesta a cambios en la referencia de velocidad sin esperar a que el sistema desarrolle un error de velocidad. Debido a que el controlador de retroalimentación también existe, cualquier efecto de fricción, error de modelado (es decir, si la ganancia de retroalimentación seleccionada no es exactamente correcta para la inercia del sistema), etc. , el controlador aún puede compensar y llevar el error a cero.
Respuesta
Sr. sin punto de diferencia Sistema de control de retroalimentación Sistema de control de avance:
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Definición
- Sistemas en los que se toman medidas correctivas después de que las perturbaciones afectan la salida
- Sistemas en los que se toman medidas correctivas antes de que las perturbaciones afecten la salida
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Requisito necesario
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No es necesario
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Perturbación o ruido medible
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Acción correctiva
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Acción correctiva tomada después de que ocurra la perturbación en la salida.
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Acción correctiva tomada antes de que ocurra la perturbación real en la salida.
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Diagrama de bloques
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ingrese descripción de la imagen aquí
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Ajuste de la variable de control
- Las variables se ajustan según los errores.
- Las variables se ajustan según el conocimiento previo y las predicciones.
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Ejemplo
- Uso del sensor de balanceo como elemento de retroalimentación en el sistema de estabilización del barco.
- Uso del caudalímetro como bloque de alimentación en sistemas de control de temperatura.
Comentarios
- Parece que faltan imágenes en la respuesta, así como algo de contexto.