反饋控制系統和前饋控制系統的區別

差異控制系統訊號與系統

控制系統是指用於透過控制過程中不同引數來提供所需響應的元件系統。在控制系統中，系統的最終輸出或響應是透過改變輸入來控制的，因此得名。

根據所使用的控制機制，控制系統可分為兩種型別，即**反饋控制系統**和**前饋控制系統**。

反饋控制系統和前饋控制系統之間的根本區別在於：反饋控制系統在輸出受到干擾後採取糾正措施，而前饋控制系統在輸出受到干擾之前採取糾正措施。

在本文中，我們將討論反饋控制系統和前饋控制系統之間所有重要的區別。但在討論這些區別之前，讓我們先了解一下它們的基礎知識。

什麼是反饋控制系統？

在輸出發生干擾後採取糾正措施的控制系統稱為**反饋控制系統**。反饋控制系統是一種閉環控制系統，其中使用反饋訊號來調節系統的行為。反饋控制系統的框圖如圖1所示。

在反饋控制系統中，系統輸出被監控並與參考值進行比較。如果實際輸出與期望輸出之間存在差異，則會生成一個控制訊號來調節系統以產生期望輸出。

簡而言之，反饋控制系統是指對系統的輸出進行取樣並反饋到輸入端，以便系統能夠產生期望輸出的系統。

反饋控制系統廣泛應用於工業自動化和過程控制應用中。

什麼是前饋控制系統？

**前饋控制系統**是一種在系統輸出發生干擾之前採取糾正措施的控制系統。

在前饋控制系統中，控制機制會預先預測系統輸入訊號的變化，並在這些變化發生之前調節系統的輸出。為了調整輸出，前饋控制系統不依賴於反饋訊號。

換句話說，能夠提前預測輸入訊號變化並根據這些預測調整系統輸出的控制系統稱為**前饋控制系統**。

典型的前饋控制系統的框圖如圖2所示。

這種型別的控制系統主要用於系統輸入和輸出之間的關係已知或可預測的情況。前饋控制系統的一個重要特點是它們對輸入訊號的變化反應迅速。加熱系統就是一個典型的前饋控制系統示例。

在討論了反饋控制系統和前饋控制系統的基礎知識之後，讓我們現在討論它們之間重要的區別。

反饋控制系統和前饋控制系統的區別

下表重點介紹了反饋控制系統和前饋控制系統之間所有主要區別：

引數	反饋控制系統	前饋控制系統
定義	在系統輸出發生干擾後採取糾正措施的控制系統稱為反饋控制系統。	在系統輸出發生干擾之前採取糾正措施的控制系統稱為前饋控制系統。
輸出調整	在反饋控制系統中，輸出根據反饋訊號進行調整。	在前饋控制系統中，輸出根據對輸入訊號變化的預測進行調整。
系統性質	反饋控制系統具有反應性，這意味著它在輸出變化發生後做出響應。	前饋控制系統具有主動性，這意味著它在輸出變化發生之前做出響應。
響應速度	反饋控制系統對輸入訊號變化的響應速度相對較慢。	前饋控制系統對輸入訊號變化的響應速度較快。
糾正措施	反饋控制系統在輸出發生干擾後採取必要的糾正措施。	前饋控制系統在輸出發生干擾之前採取必要的糾正措施。
控制變數的調整	在反饋控制系統中，控制變數根據輸出中發生的誤差進行調整。	在前饋控制系統中，控制變數根據對輸入訊號變化的預測進行調整。
對干擾的有效性	反饋控制系統在處理影響系統輸出的干擾方面更有效。	前饋控制系統在補償影響系統輸出的干擾方面相對效率較低。
實施難易程度	反饋控制系統更容易實施。	前饋控制系統實施起來相對複雜。
系統型別	反饋控制系統是一種閉環控制系統，因為它測量輸出的變化。	前饋控制是一種開環控制系統，因為它不測量輸出的變化。
系統穩定性	如果系統反饋環路沒有正確實現，則可能導致反饋控制系統不穩定。	前饋控制系統通常是一個穩定的系統。
調節系統	反饋控制系統可用於調節線性系統和非線性系統。	前饋控制系統只能用於調節線性系統。
適用性	反饋控制系統更適合控制輸出具有不可預測干擾的系統。	前饋控制系統更適合控制輸出具有可預測干擾的系統。
應用	反饋控制系統用於不同行業的工程和自動化，例如機器人技術、製造業、過程控制等。	前饋控制系統主要用於特殊應用，例如國防、航空航天等。

結論

反饋控制系統和前饋控制系統之間最顯著的區別在於採取的調節措施。在反饋控制系統中，調節措施是在輸出發生干擾後採取的；而在前饋控制系統中，調節措施是在輸出發生干擾之前採取的。

總的來說，反饋控制系統和前饋控制系統都用於調節和控制動態系統的行為，以獲得期望的結果。

Manish Kumar Saini

更新於：2023年4月25日

10K+ 次瀏覽

開啟您的職業生涯

完成課程獲得認證

開始學習