Forskelle mellem feedback-kontrol og feed-forward-kontrol

Styresystemer kan reagere automatisk på miljødynamik ved hjælp af sensorer, der registrerer ændringer. Feedback og feedforward i et kontrolsystem er forskellige skemaer til at reagere på ændringer i systemet. Hver ordning bruger sensorer til at måle vigtige faktorer og et sæt regler til at reagere på ændringer i disse faktorer. Feedback og feedforward-kontroller kan eksistere side om side i det samme system, men de to skemaer fungerer på meget forskellige måder.

Et feedbacksystem måler en variabel og reagerer på ændringer i denne variabel. For eksempel måler en boligtermostat den omgivende temperatur i et hjem. Når temperaturen falder til under minimumsindstillingen, aktiverer termostaten ovnen for at opvarme boligen tilbage til den passende temperatur. Termostaten måler temperaturen, men den fører også denne værdi tilbage til sit kontrolskema for at opretholde temperaturen. Det er her, udtrykket "feedback" stammer fra.

Et feedforward-system kan måle flere sekundære variable ud over den primære. For eksempel kan en feedforward-termostat måle eksterne såvel som interne temperaturer. Det kan mærke forhold, der påvirker temperaturen, såsom åbne døre og vinduer. Hvis systemet mærker, at det er koldt udenfor, og nogen åbner et vindue, vil et feedforward-system proaktivt tænde for ovnen for at forhindre, at temperaturen i huset falder.

I stedet for at vente på, at temperaturen ændrer sig ved termostaten, forudser feedforward-styringer faldet i temperatur, og systemet forsøger at modvirke varmetabet. Et andet eksempel på et feedforward-system er et videokort, der øger blæserhastigheden som reaktion på intens grafikaktivitet for at sprede varmen, før temperaturen begynder at stige.

Feedback-baserede styresystemer har den fordel, at de er enkle. Systemet måler en variabel og bruger variablens tilstand til at træffe beslutninger. Ingen korrigerende handling finder sted før, medmindre der er en ændring i den målte variabel. Hvis variablen ikke kan måles af en eller anden grund, såsom at en enhed er offline, kan feedbackkontrol bryde sammen.

Feedforward-systemer kan på den anden side forudse ændringer i variablen. De arbejder proaktivt frem for reaktivt. Jo flere sekundære faktorer systemet måler, jo mere præcist kan det arbejde imod disse ændringer.

Feedbacksystemer kan være noget unøjagtige. En termostat gør et godt stykke arbejde med at opretholde omtrentlige temperaturer, men den faktiske omgivelsestemperatur svinger, når ovnen tænder og slukker som svar på termostatens signaler. Uventede variabler, såsom et vindue eller en dør, der står åben, kan gøre det svært for systemet at følge med.

Ligeledes er feedforward-systemer kun så gode som den information, der gives til systemet. For at fungere effektivt kræves en model af procesmodellen, der beskriver, hvordan målte variable reagerer på forventede ændringer. Feedforward-kontroller kan ikke tage en umålt variabel i betragtning, når de træffer beslutninger. Disse blinde vinkler kan få kontrol til at bryde sammen. Mange kontrolsystemdesigner kobler feedforward-logik med feedbackkontroller for at give et beslutningstagnings-backup-skema.