什麼是回授控制

以感測器量測受控量並與目標值比較,改變操作量使兩者之差(誤差)變小的控制。訊號沿迴路繞行一圈,因此也稱為閉迴路控制。無論原因為何都修正結果的偏差,因此對擾動與受控體的變化很強,但在誤差出現後才修正,因此有延遲,增益太高則會造成振盪或不穩定。PID控制是代表,廣泛用於溫度、速度、電壓、位置等的控制。

日文名稱: フィードバック制御

「回授控制」出現在1領域的3道練習題中(控制工程基礎等)。

這個名詞所屬的領域: 控制工程基礎

練習回授控制的題目

關於回授控制(閉迴路控制)的說明,正確的是下列何者?

  1. A不量測受控量,只依預先決定的操作量或程序運作,因此即使受控量因擾動而偏離,也不會自動修正
  2. B量測受控量並與目標值比較,改變操作量使兩者的差(誤差)變小,因此能減少擾動與受控體特性變化的影響
  3. C量測擾動,在它出現在受控量之前加上抵銷它的操作量,因此連未量測的擾動與模型誤差在內,都一定能使誤差為0
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正確答案:B. 量測受控量並與目標值比較,改變操作量使兩者的差(誤差)變小,因此能減少擾動與受控體特性變化的影響

回授控制是將感測器量測到的受控量與目標值比較,依誤差決定操作量的控制。訊號由輸出回到輸入側,沿迴路繞行一圈,因此也稱為閉迴路控制。無論原因為何,都看著結果的偏差加以修正,因此對擾動與受控體特性的變化很強,這是它的優點。另一方面,它在誤差出現後才修正,因此有延遲,增益調得太高則會振盪或變得不穩定。

將前饋控制與回授控制組合使用的理由,正確的是下列何者?

  1. A前饋能在誤差出現之前,對可量測的擾動與目標值的變化作出反應,但無法修正未量測的擾動與模型誤差,因此剩下的部分由回授補足
  2. B加上前饋後,迴路轉移函數的增益與相位會改變,使相位邊限增加,因此即使加大回授的增益也能保持穩定
  3. C只用回授時,即使使用積分動作也一定會殘留穩態誤差,因此要使對固定目標值或擾動的穩態誤差為0,前饋是不可或缺的
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正確答案:A. 前饋能在誤差出現之前,對可量測的擾動與目標值的變化作出反應,但無法修正未量測的擾動與模型誤差,因此剩下的部分由回授補足

前饋控制是量測擾動或目標值的變化,在它們影響受控量之前,加上依模型計算出的操作量的控制。它不等待誤差出現,因此反應快,但前提是模型準確且擾動可以量測。因此常見的組合是由前饋負責主要的擾動與目標值的追隨,再由回授修正剩下的偏差。前饋的路徑位於迴路之外,因此不會改變迴路的穩定性(相位邊限等)。

解析中的「回授控制」

出現「回授控制」的題目(3題)

  1. 關於回授控制(閉迴路控制)的說明,正確的是下列何者?
  2. 將前饋控制與回授控制組合使用的理由,正確的是下列何者?
  3. 關於順序控制的說明,正確的是下列何者?

出現這個名詞的比較

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