FeedforwardAnteil

FeedforwardAnteil, in der Regel als Feedforward-Anteil bezeichnet, ist der Teil eines Regelungs- oder Steuerungssignals, der unabhängig von der aktuellen Abweichung zwischen Ist- und Sollgröße berechnet wird. Er wird vor der Messung des Systemausgangs erzeugt und dient dazu, bekannte Störungen oder gewünschte Eingangssignale proaktiv zu kompensieren. Im Gegensatz dazu hängt der Feedback-Anteil u_fb direkt von der Ausgangsregelgröße ab und korrigiert Fehler, die aus falschen Annahmen oder nicht modellierten Größen entstehen.

In der Praxis entsteht der Feedforward-Anteil oft aus einem Modell des Systems und aus bekannten Eingaben oder Störungen. Beispiele sind die Berücksichtigung eines erwarteten Trägerprofils, einer bekannten Laständerung oder einer Vorwärtsregelung, die die Wirkung des Systems auf das Ausgangssignal beeinflusst. Ziel ist es, den Regelungsfehler zu reduzieren, die Ansprechzeit zu verkürzen und die Robustheit gegenüber bekannten Störungen zu erhöhen.

Zu den Vorteilen gehören schnellere Reaktionen, geringerer Regelabweichungsgrad bei bekannten Störungen und eine bessere Stabilität in der Anfangsphase einer Regelung. Nachteile bestehen darin, dass der Feedforward-Anteil stark von der Modellgüte abhängt: Ungenauigkeiten im Modell oder unbekannte Störungen können zu Fehlreglungen führen. Daher kommt der Feedforward-Anteil typischerweise in Kombination mit einem Feedback-Teil zum Einsatz, der die verbleibenden Abweichungen korrigiert und die Robustheit sichert.

Typische Anwendungen finden sich in der Robotik, der Fertigungs- und Prozesssteuerung sowie in Antriebssystemen, wo bekanntes Last- oder Disturbanzverhalten modelliert und vorab ausgeglichen wird. Der Anteil ist eine edukative Größe der Architektur, die Europe als Verhältnis des Feedforward- zum Gesamtsignal verstanden wird.