Återkopplingsstruktur

Återkopplingsstruktur är hur ett system organiserar återkoppling mellan utdata och styrsignal. I en vanlig uppbyggnad mäts utdata, jämförs med en referens och en korrigerande ingång genereras som påverkar systemets beteende.

Vanliga komponenter är sensor, referenssignal, regulator (controller), aktuator och en återkopplingsväg som kopplar utdata tillbaka till styrningen. Genom denna återkoppling kan systemet justera sina ingångar för att nå önskat beteende.

Det finns öppen slinga utan återkoppling och sluten slinga där återkoppling används. Slutna system strävar efter att minimera fel mellan det önskade utfallet och det faktiska utfallet. Negativ återkoppling minskar fel och ökar stabilitet och följsamhet, medan positiv återkoppling kan förstärka signaler och leda till oscillation eller instabilitet om den inte hanteras väl.

Vid design används ofta blockdiagram, överföringsfunktioner och tids- eller frekvensdomänsanalys för att studera tidssvar, stabilitet och robusthet. Analysen syftar bland annat till att bedöma hur systemets återkoppling påverkar fält som felrespons, hastighet och motståndskraft mot störningar.

Vanliga tillämpningar finns inom industriell processstyrning, elektriska och elektroniska förstärkare, fordons- och maskinindustrin samt automation. I bredare sammanhang används återkopplingsstruktur även inom organisations- och informationssystem för att reglera beteenden och flöden.

Viktiga faktorer vid utformning är hantering av fördröjningar, brus och icke-linjäritet samt risk för saturering och begränsningar i aktuatorer.