Differenze tra controllo feedback e controllo feed forward

I sistemi di controllo possono reagire automaticamente alle dinamiche ambientali utilizzando sensori che rilevano i cambiamenti. Feedback e feedforward in un sistema di controllo sono schemi diversi per reagire ai cambiamenti nel sistema. Ogni schema utilizza sensori per misurare fattori importanti e una serie di regole per reagire ai cambiamenti di tali fattori. Feedback e controlli feedforward possono coesistere nello stesso sistema, ma i due schemi funzionano in modi molto diversi.

Un sistema di feedback misura una variabile e reagisce ai cambiamenti in quella variabile. Ad esempio, un termostato domestico misura la temperatura ambiente di una casa. Quando la temperatura scende al di sotto della sua impostazione minima, il termostato attiva il forno per riscaldare la casa alla temperatura appropriata. Il termostato misura la temperatura, ma restituisce anche quel valore al suo schema di controllo per mantenere la temperatura. È da qui che ha origine il termine "feedback".

Un sistema feedforward può misurare diverse variabili secondarie oltre a quella primaria. Ad esempio, un termostato feedforward potrebbe misurare la temperatura sia esterna che interna. Potrebbe rilevare condizioni che influenzano la temperatura, come porte e finestre aperte. Se il sistema rileva che fuori fa freddo e qualcuno apre una finestra, un sistema feedforward accenderà in modo proattivo il forno per evitare che la temperatura in casa diminuisca.

Invece di aspettare che la temperatura cambi al termostato, i controlli feedforward anticipano il calo della temperatura e il sistema tenta di contrastare la perdita di calore. Un altro esempio di sistema feedforward è una scheda video che aumenta la velocità della ventola in risposta a un'intensa attività grafica per dissipare il calore prima che la temperatura inizi a salire.

I sistemi di controllo basati sul feedback hanno il vantaggio di essere semplici. Il sistema misura una variabile e utilizza lo stato della variabile per prendere decisioni. Non viene eseguita alcuna azione correttiva finché non si verifica un cambiamento nella variabile misurata. Se la variabile non può essere misurata per qualche motivo, ad esempio se un dispositivo è offline, il controllo del feedback può interrompersi.

I sistemi feedforward, invece, possono anticipare i cambiamenti nella variabile. Funzionano in modo proattivo piuttosto che reattivo. Più fattori secondari vengono misurati dal sistema, più accuratamente può lavorare contro questi cambiamenti.

I sistemi di feedback possono essere alquanto imprecisi. Un termostato fa un buon lavoro nel mantenere le temperature approssimative, ma la temperatura ambiente effettiva fluttua quando il forno si accende e si spegne in risposta ai segnali del termostato. Variabili impreviste, come una finestra o una porta lasciata aperta, possono rendere difficile il mantenimento del sistema.

Allo stesso modo, i sistemi feedforward sono validi solo quanto le informazioni fornite al sistema. Per funzionare in modo efficace, è necessario un modello del modello di processo che descriva come le variabili misurate rispondono ai cambiamenti previsti. I controlli feedforward non possono considerare una variabile non misurata quando si prendono decisioni. Questi punti ciechi possono causare la rottura del controllo. Molti progetti di sistemi di controllo accoppiano la logica di feedforward con i controlli di feedback per fornire uno schema di backup decisionale.