Återkopplingsbana

Återkopplingsbana är inom reglerteknik och signalbehandling den väg genom vilken en del av systemets utsignal förs tillbaka till ingången för att påverka systemets beteende. Banan används för att styra fel mellan referens och faktisk output och kan verka som negativ eller positiv återkoppling beroende på hur signalen adderas i reglersystemet. Negativ återkoppling används oftast för att öka stabilitet och minska fel, medan positiv återkoppling kan skapa eller förstärka oscillationer och används i oscillatorer eller triggkretsar.

En återkopplingsbana består typiskt av en sensor som mäter utsignalen, en jämförare eller referensfunktion som beräknar fel, en återkopplingsled som leder signalen tillbaka samt en reglerenhet som justerar ingångssignalen via en aktuatör. I praktiken kan banan innehålla filter, förstärkare och digital signalbehandling för att forma hur mycket och hur snabbt återkopplingen påverkar systemet.

Matematiskt kan återkopplingsbanan beskrivas med överföringsfunktioner där forward path G(s) beskriver den framåtriktade signalens förstärkning och återkopplingsvägen H(s) beskriver hur mycket av utsignalen som återkopplas. Vid negativ återkoppling ges closed-loop transfer function T(s) = G(s) / [1 + G(s)H(s)], medan positiv återkoppling ges T(s) = G(s) / [1 − G(s)H(s)]. Stabilitet och systems respons avgörs av fas- och gainmarginaler genom analyser som Nyquist och Bode.

Användningsområden och överväganden: återkopplingsbanor används i industriell reglering, elektronik, ljud- och bildsystem samt telekommunikation. Viktiga designaspekter är stabilitet, snabbhet, noggrannhet och distorsionskontroll; fel i återkopplingsvägen, brus eller latens kan försämra prestanda och måluppfyllelse.

---