前馈控制和反馈控制是两种不同的控制策略,它们在控制性质、时间、手段以及结构等方面有所区别:
控制性质
前馈控制:是一种预防性控制,涉及在问题发生之前采取措施进行预防。例如,在官员腐败的例子中,通过逮捕这些人来预防腐败行为的发生。
反馈控制:是一种纠正性控制,在问题发生后进行分析和纠正。例如,通过分析过去的绩效来影响未来的行为。
作用时间
前馈控制:通常在事件或行为发生之前实施,提供事先的指导或预防措施。
反馈控制:在事件或行为发生之后进行,通过分析过去的绩效来影响未来的行为。
控制手段
前馈控制:侧重于预测、规章制度、程序、监督机构和员工培训。
反馈控制:侧重于检查、奖惩等。
系统结构
前馈控制:通常是开环的,不依赖于反馈机制。
反馈控制:是闭环的,通过反馈机制来调整和优化系统性能。
校正范围
前馈控制:仅对特定识别的干扰进行校正。
反馈控制:可以对各种扰动进行校核作用。
实现方式
前馈控制:在输入信号中加入一定比例的预定修正量,以达到调节输出信号的目的。前馈控制基于预测输出信号的错误量,并使用修正因子来消除这些错误。
反馈控制:在输出量传回到控制器之前监测系统的输出,并将其与所需的输出量进行比较,用误差信号来控制输入信号。
控制效果
前馈控制:可以通过预测系统的未来输出来减小或消除输出误差,适用于有明确预测的系统变化或系统干扰的情况。但是,前馈控制的修正量通常不能完全消除系统误差,因此还需要与反馈控制相结合使用,以提高控制性能。
反馈控制:可以根据系统的实际输出反馈信息,当系统输出受到外部扰动时,反馈控制可以及时调整输入量来保持系统输出的稳定性,并且能够适应动态变化的系统。反馈控制的控制效果更加稳定和可靠。
应用范围
前馈控制:应用于可预测的系统,例如气象预报、航空航天等。它还可以用于噪声消除、机器人控制、军事导弹控制等领域。
反馈控制:是更为通用的控制模式,适用于各种各样的控制系统,例如传感器、仪表、电机控制器、电动马达、自动化生产线、制冷空调系统等。
综上所述,前馈控制和反馈控制都是现代工业控制中常用的控制方式,二者各有优缺点。前馈控制适用于预测性较强的系统,而反馈控制适用于动态变化的系统,两者可以结合使用以提高控制性能。