tilbakekobling

Tilbakekobling er en prosess der en del av et signals output sendes tilbake til inngangen for å påvirke systemets framtidige respons. Ofte brukes tilbakekobling for å få et system til å følge et ønsket referansesignal, redusere feil, eller stabilisere og linearisere oppførselen. Tilbakekobling kan være negativ eller positiv.

I negativ tilbakekobling måles utgangens verdi og sammenlignes med referansen. Avviket (feilen) brukes til å justere inngangen i motsatt retning, noe som vanligvis reduserer feil, støy og variasjon, forbedrer presisjon og stabilitet. Negativ tilbakekobling er vanlig i elektroniske forsterkere, kontrollsystemer og mange prosesser i naturen. Uansett blir systemets respons avveid for å oppnå ønsket atferd, uten å forårsake overstyring.

Positiv tilbakekobling forsterker avviket og kan føre til raskere endringer eller skape to stabile tilstander eller oscillasjoner. Den brukes bevisst i enkelte digitale og analoge kretser, for eksempel i Schmitt-triggere og hysterese-dannet styring, der rask overgang mellom tilstander er ønsket.

Implementering skjer vanligvis i et lukket sløyfesystem (closed-loop) der sensor måler utgang og gir signal tilbake gjennom en forsterker eller reguleringseinhet til kontrollinngangen. En vanlig form for regulering er PID-kontrolleren (proportjonal, integral, derivate) eller andre kompensasjonsstrategier som lead-lag-nettverk.

Stabilitet og responsmålinger som Nyquist-, Bode- og root-locus-plotter brukes for å vurdere og sikre at tilbakekoplingen gir ønsket oppførsel, uten uakseptabelt overshoot eller ustabilitet.

Eksempel: et thermostat bruker negativ tilbakekobling for å holde en romtemperatur nær et settpunkt ved å justere varmen basert på temperaturavlesningen. Et lydforsterkersystem kan bruke negativ tilbakekobling for å redusere forvrengning.