Различия между контролем обратной связи и контролем прямой связи

Системы управления могут автоматически реагировать на динамику окружающей среды с помощью датчиков, обнаруживающих изменения. Обратная связь и прямая связь в системе управления - это разные схемы реагирования на изменения в системе. В каждой схеме используются датчики для измерения важных факторов и набор правил для реагирования на изменения этих факторов. Элементы управления с обратной связью и прямой связью могут сосуществовать в одной и той же системе, но две схемы работают по-разному.

Система обратной связи измеряет переменную и реагирует на ее изменения. Например, домашний термостат измеряет температуру окружающей среды в доме. Когда температура падает ниже минимального значения, термостат активирует печь, чтобы снова нагреть дом до соответствующей температуры. Термостат измеряет температуру, но он также возвращает это значение в свою схему управления для поддержания температуры. Отсюда и возник термин «обратная связь».

Система прямой связи может измерять несколько вторичных переменных в дополнение к первичной. Например, термостат с прямой связью может измерять как внешнюю, так и внутреннюю температуру. Он может определять условия, влияющие на температуру, например открытые двери и окна. Если система обнаруживает, что на улице холодно и кто-то открывает окно, система упреждающей связи заранее включает печь, чтобы предотвратить падение температуры в доме.

Вместо того, чтобы ждать изменения температуры на термостате, управление с прогнозированием ожидает падения температуры, и система пытается противодействовать потерям тепла. Другой пример системы с прямой связью - видеокарта, которая увеличивает скорость вращения вентилятора в ответ на интенсивную графическую работу, чтобы рассеять тепло до того, как температура начнет расти.

Системы управления на основе обратной связи имеют то преимущество, что они просты. Система измеряет переменную и использует состояние переменной для принятия решений. Корректирующие действия не предпринимаются до тех пор, пока не произойдет изменение измеряемой переменной. Если переменная не может быть измерена по какой-либо причине, например, если устройство отключено, управление обратной связью может выйти из строя.

С другой стороны, системы прогнозирования могут предвидеть изменения переменной. Они работают проактивно, а не реактивно. Чем больше второстепенных факторов измеряет система, тем точнее она может противодействовать этим изменениям.

Системы обратной связи могут быть неточными. Термостат хорошо поддерживает приблизительную температуру, но фактическая температура окружающей среды колеблется, когда печь включается и выключается в ответ на сигналы термостата. Неожиданные переменные, такие как открытое окно или дверь, могут затруднить работу системы.

Точно так же системы с прямой связью хороши ровно настолько, насколько хороша информация, предоставленная системе. Для эффективной работы требуется модель модели процесса, которая описывает, как измеряемые переменные реагируют на ожидаемые изменения. Элементы управления с прогнозированием не могут учитывать неизмеряемую переменную при принятии решений. Эти слепые зоны могут привести к нарушению контроля. Во многих проектах систем управления логика прямой связи сочетается с элементами управления с обратной связью, чтобы обеспечить схему резервного копирования для принятия решений.