Feedforwardregeling

Feedforwardregeling is een regelfilosofie waarbij een vooraf bepaalde actiestap wordt berekend en toegepast op basis van bekende veranderingen in het systeem of in de omgeving, met als doel de uitvoer te sturen voordat verstoringen invloed hebben. Het woord verwijst naar anticiperende actie in plaats van alleen reageren op gemeten fouten.

Het principe berust op een model van het proces (de plant) en op informatie over verstoringen of gewenste veranderingen. Als een verstoring w bekend of gemeten is, kan de feedforward-actie zodanig worden gekozen dat het effect op de uitgang wordt tegengegaan. Bij afwezigheid van directe meting kan schatting of herkenning van de verstoring via sensoren worden gebruikt, of kan de gewenste koers via een referentieverandering worden meegenomen.

Ontwerp en implementatie verlopen meestal in twee stappen: eerst wordt een passend process- of plantmodel ontwikkeld en een feedforward-regel berekend, vaak via een inverse van het proces. Vervolgens wordt deze feedforward-actie gecombineerd met een traditionele feedbackregeling, zodat robuust blijft bij modelonzekerheid en onvoorziene verstoringen. In de praktijk wordt dit vaak toegepast als cascade- of tweeplankregelaar.

Voordelen zijn onder meer een snellere respons en minder oscillaties door voorspellende compensatie, plus minder inspanning van de feedbackregelaar. Nadelen zijn de sterke afhankelijkheid van een accurate model en meetbare verstoringen; ongedekte verstoringen of modelafwijkingen kunnen de effectiviteit beperken.

Toepassingen komen voor in chemische processen, temperatuur- en vochtregelingen, machine-enrobotica, HVAC-systemen en productieomgevingen waar verstoringen bekend of voorspelbaar zijn en snelle compensatie gewenst is.