Citesc din Astrom & Murray (2008) „s Feedback Systems: An introduction pentru oamenii de știință și ingineri despre diferența dintre feedback și feedforward. Cartea spune:

Feedback-ul este reactiv: trebuie să existe o eroare înainte de a lua măsuri corective. Cu toate acestea, în anumite circumstanțe, este posibil să se măsoare o perturbare înainte ca perturbarea să fi influențat sistemul. Efectul perturbației este astfel redus prin măsurarea acesteia și generarea unui semnal de control care o contracarează. Acest mod de a controla un sistem se numește feedforward .

Pasajul face să pară că feedback-ul este reactiv, în timp ce feedforward nu este . Susțin că, deoarece controlul feedforward încă folosește valorile senzorilor pentru a produce un semnal de control, este încă reactiv la condițiile în care se află sistemul. Deci, cum poate controlul feedforward să fie diferit de feedback dacă ambele sunt forme de control reactiv? Ce anume îi separă pe cei doi unul de celălalt?

Un exemplu ilustrativ al diferenței dintre cele două ar fi de mare ajutor.

Răspuns

În modelele simple și diagramele bloc ale sistemelor de control pe care le veți găsi în manualele de bază, acestea vă vor arăta o singură diagramă cu o secțiune de feedback care utilizează măsurători ale parametrului țintă și o secțiune feedforward care nu utilizează paremetrul țintă.

Fii pregătit să relaxezi acea definiție când ajungi în lumea reală.

Tratați-l ca o terminologie care vă ajută să vorbiți despre un subset al unui sistem de control, mai degrabă decât despre un absolut matematic.

Într-un control simplu, partea de feedback a sistemului dvs. de control este cea care utilizează măsurători ale parametrului pe care încercați să îl controlați în calculele sale.

Dar nu uitați că folosim termenul pentru sisteme în general. Un microfon îndreptat către un difuzor face ca sistemul să evolueze într-un mod previzibil și spunem că feedback-ul provoacă zgomot puternic.

Deci, când vorbim despre feedback, vorbim despre modul în care unele caracteristici ale unui sistem influențează evoluția sistemului respectiv.

Când vorbim despre porțiunea de feedback a unui sistem de control specific, concentrăm conversația asupra parametrului țintă pe care îl măsurăm și încercăm să îl controlăm.

Controlul feedforward nu are legătură. Cel puțin acesta este cel mai bun mod de a începe să îl discutăm. În controlul feedforward, creăm un model al sistemului și îl folosim pentru a schimba parametrul țintă la ceea ce dorim. Dacă avem un model perfect al sistemului, atunci știm exact ce intrări în acționare trebuie să schimbăm parametrul țintă. Nu este necesar să se măsoare parametrul țintă. Deci, în teorie simplă, controlul avansului este un control care nu trebuie să folosească măsurători ale parametrului țintă.

Dar lucrurile se încurcă. Crearea unor modele bune este dificilă. și adesea folosim un fel de învățare sau identificare a sistemului pentru a crea modelul și a actualiza modelul pe măsură ce lucrurile se schimbă. Aceasta va utiliza măsurători ale parametrului țintă. Este feedback? Da. Numim acest control de feedback? Nu.

Tulburările suplimentare sunt întotdeauna dificil de previzionat și dacă putem măsura unele sau toate putem îmbunătăți modelul pentru controlul avansării. Aceste măsurători sunt feedback? Da. Numim acest control feedback? Nu

Sperăm că asta vă oferă un pic mai multă înțelegere. Nu știu cartea lui Astrom & Murray, dar pot vedea pe google că citatul vine din capitolul introducere. așteptați-vă că acestea vă vor oferi o înțelegere mai nuanțată a feedback-ului și a avansării ulterioare.

Răspuns

Este discutabil ceea ce se numește reactiv și ceea ce nu … totuși, ceea ce este măsurat de senzori și ce informații deține controlerul nu este discutabil.

În controlul feedback-ului, ieșirile sistemului sunt măsurate și dacă nu se potrivesc cu ieșirea dorită (referință), parametrul controlat este recalculat. Dacă intrarea nu se modifică, aceste diferențe provin de obicei din tulburări. Controlerul are un feedback de la ieșirea sistemului care cuantifică „cât de departe” este de starea dorită, indiferent de ce cauzează această diferență.

În controlul feedforward, perturbările sunt măsurate și parametrul controlat este calculat pe baza unui model matematic (sau logic). Nu există feedback pentru a vedea dacă sistemul este într-adevăr în starea dorită sau „cât de departe” este de starea dorită. Dacă perturbările care nu sunt măsurate determină sistemul ieșirile să difere de cea dorită, controlerul nu va reacționa.

Deci, pentru a-l formula cu „reactiv”, aș spune că controlul feedback-ului este reactiv, deoarece reacționează la modificările din ieșirea sistemului, în timp ce feedforward este proactiv, deoarece acționează înainte de schimbarea ieșirii sistemului. Factorul important în teoria controlului este ieșirea sistemului controlat; de aceea, probabil, reactivul este definit din punctul de vedere al schimbării în ieșirea sistemului.

Feedforward reacționează și la ceva, dar acest lucru nu este ieșirea sistemului, deci din punctul vizualizarea ieșirii sistemului nu este reactivă. În controlul feedforward, ieșirea sistemului se poate modifica fără nicio reacție din partea controlerului, în timp ce în controlul de feedback orice modificare a ieșirii sistemului va provoca o reacție a controlerului. Deoarece aspectul important este ieșirea sistemului și controlerul feedforward nu reacționează la modificările ieșirii, acesta poate fi considerat o metodă de control non-reactivă.

Ilustrație din Wikipedia , (a) buclă deschisă, (b) feedforward, (c) feedback

introduceți descrierea imaginii aici

Comentarii

  • Prin urmare, controlul feedforward presupune că perturbările pot fi detectate independent de efectele asupra sistemului, în timp ce controlul feedback-ului presupune că perturbările pot fi detectate numai după ce au afectat sistemul?
  • Mai mult ca controlul feed-forward este utilizat atunci când perturbările (cele mai importante) pot fi detectate și un model poate fi detectat acumulați cu precizia dorită, iar controlul feedback-ului este utilizat atunci când nu. Se practică și combinații de feedback și feedforward. Valoarea feedforward ” ajută ” feedback-ul c ontroller să reacționeze mai bine.

Răspunde

Eu argumentez asta deoarece controlul feedforward încă folosește valorile senzorului pentru a produce un semnal de control

Pentru o discuție teoretică, presupunerea dvs. este greșită. O logică de control avans nu trebuie să depindă de valoarea senzorului. Mai degrabă depinde de valoarea dorită. De exemplu, dacă avem o tijă simplă atârnată ca un pendul simplu cu un arc de torsiune la pivot. Să spunem că acționăm această tijă cu un motor la pivot. Dacă dăm un unghi de dorință de 30 de grade, atunci logica de avans va trimite datoria de a echilibra arcul torsional rotit cu 30 de grade. În timp ce logica de feedback va avea grijă scenariul real al rezistenței aerului.

Răspuns

Gândește-te la controlerul tău ca având mai multe componente:

un model (matematic) al sistemului,

un subsistem de măsurare pentru detectarea erorilor,

o metodă de introducere a comenzilor în sistem.

Controlerul de feedback folosește erorile măsurate, calculează modificările intrărilor pentru a elimina acele erori și trimite acele intrări către sistem. Ideea este că toate dinamica care afectează un sistem nu va fi cunoscută în avans – valorile de frecare se schimbă, perturbările sunt întâlnite, sarcinile utile nu sunt constante etc. Prin urmare, măsurăm eroarea și o eliminăm.

Controlerul feedforward se înfășoară de obicei în jurul controlerului de feedback. Deși există mai multe tipuri, toți estimează în general care va fi răspunsul sistemului pentru acele intrări modificate calculate mai sus. Apoi „împing” în continuare intrările pentru a ține cont de erorile suplimentare prevăzute pentru a preveni apariția acelor erori modelate. Un bun exemplu este atunci când sistemul știe că sarcina utilă se schimbă atunci când un dispozitiv preia ceva – curentul la motoare poate fi crescut pentru a ține cont de cuplul suplimentar necesar fără a aștepta ca sistemul să înceapă să se miște (prea încet) și să vadă erorile apar.

Răspuns

Controlerele reacționează întotdeauna la ceva, așa că „sunteți corect când credeți că„ a fi reactiv ”nu este diferența dintre cele două. Cheia este la ce reacționează controlerele.

În controlul feedback-ului, controlerul acționează pentru a minimiza un semnal de eroare. Un sistem care include controlul feedback-ului ar avea:

  • Un senzor pentru măsurarea ieșirii sistemului
  • Un semnal de referință, cu care este comparată ieșirea sistemului
  • A controler care funcționează (adică „reacționează la”) diferența dintre referință și măsurare

Acest tip de schemă de control este denumit și „control cu buclă închisă”.

În controlul feed forward, controlerul acționează fără nicio cunoaștere directă a răspunsului sistemului. Poate reacționa la un semnal de referință sau la ieșirea de la un senzor (atâta timp cât senzorul nu măsoară ieșirea sistemului – acest lucru ar fi creați o buclă de feedback) sau ambele. Aceasta se mai numește „control cu buclă deschisă.”

Aceasta este mai mult decât o diferență semantică. Numai un controler cu buclă închisă are capacitatea de a compensa parametrii necunoscuți, modelând erori etc.

În întrebarea dvs., vă referiți la o situație în care feed forward este utilizat ca mijloc de a obține respingerea perturbării. Ideea ar fi aceea că măsurați intrarea de perturbare, modelați răspunsul sistemului datorat acestei intrări, calculați intrarea de control necesară pentru a contracara acest răspuns și apoi aplicați acea intrare de control. Deoarece semnalul de control (ieșirea controlerului) este independent de răspunsul sistemului, acesta este controlul în buclă deschisă.

Nu este neobișnuit ca controlerele să fie proiectate atât cu componente de feedback cât și cu componente de transmisie directă. În acest caz, mă gândesc, de obicei, la componenta de feedback ca la calea principală și la componenta feed forward ca suplimentară, pentru a îmbunătăți într-un fel performanța.

De exemplu, în controlul mișcării, se poate face un motor pentru a urmări o referință de viteză utilizând un controler PID care funcționează pe eroarea de viteză. Deoarece controlerul PID funcționează numai pe eroare, fără nici o cunoaștere a semnalului de referință, trebuie să existe o anumită eroare înainte ca acesta să răspundă, deci va exista o anumită întârziere. Puteți crește câștigurile pentru a reduce la minimum întârzierea, dar deoarece sistemele reale sunt flexibile, va exista un moment în care sistemul va deveni instabil pe măsură ce câștigurile sunt crescute.

Puteți adăuga o cale de avans înainte, totuși, care operează pe derivata referinței de viteză (deci, accelerația). Dacă inerția sistemului este constantă, regulatorul de avans poate fi un câștig proporțional simplu de două ori mai mare decât semnalul de accelerație, ceea ce ar corespunde unui cuplu suplimentar.

Acum motorul va genera cuplu ca răspuns la modificările din referința vitezei fără a aștepta ca sistemul să dezvolte o eroare de viteză. Deoarece controlerul de feedback există și, orice efecte de frecare, eroare de modelare (adică dacă câștigul selectat de avans nu este exact corect pentru inerția sistemului) , controlerul poate totuși să compenseze și să conducă eroarea la zero.

Răspuns

Sr. fără punct de diferență Sistem de control feedback Feed Forward Control system:

  1. Definiție

    • Sistemele în care se iau măsuri corective după perturbări afectează ieșirea
    • Sisteme în care se iau măsuri corective înainte ca perturbările să afecteze rezultatul

  2. Cerință necesară

    • Nu este necesar

    • Perturbare sau zgomot măsurabil

  3. Acțiune corectivă

    • Măsuri corective întreprinse după apariția perturbării la ieșire.

    • Măsuri corective întreprinse înainte ca perturbarea efectivă să apară la ieșire.

  4. Diagrama bloc

    • introduceți descrierea imaginii aici

    • introduceți descrierea imaginii aici

  5. Reglarea variabilelor de control

    • Variabilele sunt ajustate în funcție de erori.
    • Variabilele sunt ajustate pe baza cunoștințelor și predicțiilor anterioare.

  6. Exemplu

    • Utilizarea senzorului de rulare ca element de feedback în sistemul de stabilizare a navei.
    • Utilizarea debitmetrului ca bloc de avans în sistemele de control al temperaturii.

Comentarii

  • Răspunsul dvs. pare să lipsească imagini, precum și un anumit context.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *