¿Cuál es la relación entre el control feedforward y el ancho de banda?

Esta es una pregunta de teoría de control, pero debido a que no hay intercambio de pila de teoría de control, pensé que esta era la ubicación apropiada más cercana:

He estado estudiando diseños de sistemas de control anticipativo, específicamente etapas de movimiento que usan control anticipativo de aceleración. En este sistema de control, se genera una señal de control basada en cambios en la señal de comando (en lugar de confiar únicamente en el control de retroalimentación).

Mi pregunta, ¿qué suele hacer el feedforward con el ancho de banda de respuesta del sistema? Si se hace correctamente, ¿supongo que aumenta el ancho de banda? Digamos, por ejemplo, que el controlador de avance está diseñado como el inverso de la planta, ¿hay alguna prueba que ilustre que se aumenta el ancho de banda?

Además, la mayoría de las configuraciones de control anticipativo combinan el control anticipativo con el control de retroalimentación. En este escenario, ¿cómo se compara el ancho de banda entre un sistema de retroalimentación y un sistema de retroalimentación-alimentación? Suponga que el control de avance se usa en el sentido de crear una señal de comando que intenta compensar los cambios en el comando de referencia.

No estoy seguro, pero creo que robotics.stackexchange.com también sería un buen lugar para preguntar. Sin embargo, personalmente estoy de acuerdo en que aquí se hagan preguntas sobre la teoría del control.

Respuestas (2)

La teoría de control tiene muchos términos que muchas personas usan libremente, incluido yo mismo, así que comenzaré con algunas definiciones. Por favor corrígeme si me equivoco o simplemente estoy hablando de algo diferente. El componente feedforward de un sistema utiliza el conocimiento previo del sistema de control más la planta (salida que se está controlando) para cambiar el punto de referencia en el sistema de control para llegar más rápido a donde se dirige. Entonces, si tengo un horno mal controlado y quiero que llegue a 350 F rápidamente, podría configurarlo a 400 F hasta que vea que está alrededor de 300, luego cambiar el punto de ajuste a 350.

Dependiendo del diseño de su sistema, la función de transferencia del feedforward se tendría en cuenta en la función de transferencia del sistema completo y, por lo tanto, cambiaría el ancho de banda. Esto puede ser un poco peligroso, ya que puede significar que está colocando algo con resonancia frente a su componente con filtración, por lo que en los sistemas reales debe asegurarse de que el feedforward no se salga de los parámetros permitidos (por ejemplo, no puedo configurar mi horno para 1000 F). Pero la teoría es sólida.

La retroalimentación de aceleración positiva se usa para reducir la inercia efectiva en el sistema, aumentando así ω norte y aumentando el ancho de banda. Compruebe esto con un sistema simple de segundo orden, donde la retroalimentación de aceleración positiva reducirá el s 2 coeficiente en el denominador TF.

El control feedforward aplica la señal de perturbación de la planta más temprano en el camino directo (es decir, más cerca de la unión de suma de entrada/salida del sistema), contrarrestando así los efectos. Pero requiere que la perturbación sea medible o pueda estimarse, lo que no siempre es posible, particularmente si la perturbación afecta una parte de la planta que es inaccesible para la medición.

No estoy familiarizado con la retroalimentación de aceleración positiva, sin embargo, eso parece ser diferente de lo que llamo control de avance basado en aceleración. En mi ejemplo, la posición deseada actuará como la perturbación. Es decir, cuando cambio la posición comandada, lo verá como una perturbación e intentará eliminar el error de posición "pronto" sin esperar una señal de retroalimentación. En este escenario, ¿cómo afectaría al ancho de banda?
¿Puedes mostrar un diagrama de bloques?
Principalmente me voy de la "Figura 8. Topología de control PIV y feedforward básico" de compumotor.com/whitepages/ServoFundamentals.pdf