FeedforwardVerfahren

Feedforward-Verfahren, oft als Feedforward-Kontrolle bezeichnet, ist ein Ansatz der Regelungstechnik und Signalverarbeitung, bei dem der Eingang aktiv so angepasst wird, dass bekannte oder vorhergesagte Störungen den Ausgang möglichst wenig beeinflussen. Im Gegensatz zur reinen Feedback-Regelung, die Fehler nachträglich ausgleicht, wirkt beim Feedforward die Störgröße oder der gewünschte Sollwert bereits vor dem Einfluss auf das System ein.

Wesentliche Merkmale des Verfahrens sind die Nutzung eines Systemsmodells und die Messung oder Vorhersage relevanter Größen, wie etwa Störungen oder zukünftige Referenzen. Die Effektivität hängt stark von der Genauigkeit des Modells und der Fähigkeit ab, Störungen zuverlässig zu erfassen. Wird das Systemmodell oder die Störgröße falsch abgeschätzt, kann das Feedforward-Verfahren eigenständig zusätzliche Abweichungen verursachen. Oft wird Feedforward daher mit Feedback kombiniert, sodass unerwartete Abweichungen durch Feedback kompensiert werden (z. B. in PID-Systemen mit einem Feedforward-Anteil).

Bei der Implementierung werden meist zwei Bausteine unterschieden: die Vorhersage- bzw. Modellkomponente, die den notwendigen Eingriff berechnet, und die Stellgröße, die entsprechend angepasst wird. Typische mathematische Formen sind lineare oder nichtlineare Übertragungsfunktionen, die die Beziehung zwischen Störung und Stellgröße beschreiben, oder diskrete Abtastmodelle in der digitalen Regelung. Praktische Anwendungen finden sich in der Prozessindustrie, Heiz- und Kühlanlagen, Fertigungsprozessen, Robotik sowie in der Energie- und Verkehrssteuerung.

Hinweis: Der Begriff Feedforward-Verfahren wird gelegentlich auch in anderen Fachrichtungen verwendet; in der Informatik bezeichnet vereinzelt ein Feedforward-Netzwerk ein Informationsflussmodell in neuronalen Netzen.