制御

質問

フィードフォワード制御とフィードバック制御の違いについて教えて下さい
できるだけわかりやすく説明してもらうとありがたいです。

回答No.1

foobar · ベストアンサー

たとえば、実験用電源で電圧を調節するときに、
つないだ電圧計の指示値を見ながら、目標の電圧値になるようにダイヤルを調節する（出力が目標値に一致するように操作する）のがフィードバック、
あらかじめ「つまみを何度回したら何ボルト出るか」というのを調べておいて、必要な角度だけつまみを回す（目標値に相当するだけの操作量を計算して与える）のがフィードフォワード
です。

お礼

回答ありがとうございます。
分かりやすかったです

回答No.2

noname#101199

違いといったら色々ありますが… わかりやすいところだと、
フィードフォワードは外乱や特性変動に弱い。
フィードバックは、外乱や特性変動に強い。
でしょう。

例えば、特定のバケツいっぱいに水をいれることを制御目標としましょう。
そしたら、バルブを何回転するか、どれくらいの時間でバルブを止めるか、ということが、計算しとけば"予め"わかりますよね。
"予め"、どれくらいの操作をしてやるか指定してるのが、フィードフォワードです。
最初からバルブにどんな操作をくわえるか指定してやれば、特定のバケツを水いっぱいにできます。

しかし人間は、予め全てのことが予測できるほど万能じゃありません。制御対象にもしかしたら予期しないこと（外乱）が起こるかもしれません。
例えば、船の方向を制御するのだとしたら、急に突然早い波で流されたり、色々と人間が予めわかっていないことがおこるでしょう？
さっきの例だと、途中でバケツから水を汲んでいかれちゃったら、バケツいっぱいじゃなくなっちゃいますよね。
こんな感じで、予想していない外乱が入っちゃったら、予めフィードフォワードで目標値に設定してたものと、結果が変わっちゃいますよね。

こういったものに対処できるのがフィードバックです。

目標値と、出力値（制御量といいます）の誤差を偏差といいます。

出力値をセンサで測定して、そのセンサから得られた情報を使って、目標値との誤差（偏差）を計算します。この偏差を0にしていくように、入力を変えてやるのです。これがフィードバック。

つまり、制御信号を予め計算しておく（フィードフォワード）んじゃなくて、偏差をオンラインで常に測定しながら、この偏差をなくすように制御信号を入力してやるのです。オンラインで常に測定しているので、予期しない外乱がおきても、最終的には偏差をゼロにすることが可能になります。（目標値と出力の値が一致するようになります）。

目標値応答とかも一応違います（二自由度制御とかでフィードバックの外乱の強さと、フィードフォワードの応答性を利用したり）。

お礼

すごく分かりやすかったです！
回答ありがとうございます。