Efectos de la retroalimentación

Razones para utilizar comentarios:

1. Las características del sistema son poco conocidas lo suficiente. La mayoría de los modelos son nominaciones. A veces, el sistema es demasiado complejo para modelarlo con suficiente precisión. A veces, los parámetros exactos del sistema no se conocen lo suficientemente bien.

   Por ejemplo, considere el control de crucero en un automóvil. Puede intentar modelar la pendiente, la potencia del motor a diferentes velocidades y ajustes del acelerador, la temperatura del motor, el tipo de combustible utilizado, etc. Sin embargo, habrá parámetros que realmente no se pueden medir de manera realista. ¿Qué pasa con el nivel de inflación de los neumáticos, el peso total? Luego habrá otros parámetros que importan, pero no los tendrá en cuenta.

2. Las características del sistema cambian debido a condiciones externas . No se puede medir todo. En el ejemplo del control de crucero, considere el viento, la condición de la superficie de la carretera, el impulso perdido debido a la lluvia, etc.

3. Las características del sistema cambian con el tiempo . El motor produce menos potencia a medida que se desgastan los sellos de los pistones. Los inyectores se desgastan y no expulsan exactamente la misma cantidad de combustible para el mismo impulso de longitud. Los rodamientos se desgastan y presentan más o menos fricción.

4. Las características del sistema difieren entre unidades . No hay dos unidades fuera de la línea de producción que sean idénticas. Incluso si calibra el controlador para cada unidad durante la producción, la desviación desde ese punto de inicio no será idéntica por unidad.

5. Los errores se acumulan . Imagina controlar la dirección de circuito abierto en lugar de la velocidad. Incluso si solo estuvieras apagado por 0.1 ° saliendo del último giro, eso se suma con la distancia. Después de 10 m solo estás fuera por 17 mm. Después de 100 m, estás fuera por 175 mm de lado. Después de una milla estás fuera de lado por 9 pies. Ahora estás en el carril que viene o en la zanja al lado de la carretera.

   Este ejemplo es absurdo, pero eso es exactamente lo que te propones hacer.

En resumen, la retroalimentación en bucle cerrado es necesaria para mantener la precisión en muchos casos corrigiendo los errores inevitables que no se pueden conocer o que serían demasiado imprácticos para saber.     

Bueno, podrías estar sentado en tu mesa con una taza de té. Entonces podrías preguntarte, ¿funcionaría si cerrara los ojos y extendiera mi brazo para levantar la taza? Por supuesto, puede probarlo y posiblemente obtener una pierna o un brazo quemados, por lo que usar la retroalimentación a través de sus ojos es generalmente más seguro y ofrece un resultado de mayor precisión en comparación con el circuito abierto ciego.

Podrías estar navegando en un bote y apuntando a un puerto luego viene una marea lateral que podría llevarte a las rocas (si no usaste algún medio para corregir la posición de los barcos).

Posiblemente podría diseñar un controlador de circuito abierto que haga exactamente lo que quiere cuando lo construye por primera vez, pero luego hay un cambio en la temperatura, la humedad o el signo del zodiaco (broma) y todo es diferente. En electrónica, por ejemplo, la conductividad de los transistores depende en gran medida de la temperatura. Además, a menudo es muy difícil modelar un sistema con precisión y puede ser casi imposible controlar los parámetros de su sistema exactamente durante la fabricación. Para usar otro ejemplo de transistor, el parámetro Beta de un transistor exhibe una amplia distribución para un modelo de transistor dado, podría medir cada transistor individualmente, supongo, pero nuevamente el parámetro variará con la temperatura, etc.

La retroalimentación de circuito cerrado siempre le permite construir circuitos predecibles a partir de componentes impredecibles. Lo mismo ocurre con cualquier sistema de control.

  

¿Cómo se vuelve relevante la idea de retroalimentación en situaciones como seguir una señal u obtener un sistema estable? Para mí, parece que un controlador de bucle abierto también hace el trabajo.

Bueno, supongamos que desea seguir una señal sin utilizar ningún comentario.

Digamosquetienesalgoenestaconfiguración,nohaycomentarios.Lasalidaseráacercade\$\text{input}-V_{be}\$,esunseguidorconalgúndesplazamiento.Peroobservequeeldesplazamientonoesunaconstante,dependedelatensióndeentrada.

Porlotanto,podríaestarpensandoquepuederesolvereldesplazamientoencascadadeunseguidorbasadoenP.Bueno,esoseparecealsiguienteesquema:

Se eliminó el desplazamiento más grande de alrededor de 600 mv, el \ $ V_ {be} \ $. Pero la no linealidad de \ $ V_ {be} \ $ empeoró. Todo esto está bien y es excelente si está de acuerdo con un desplazamiento que depende de la tensión de entrada y que solo va en el rango de -676 mV a 100 mV. Los 100 mV ocurren cuando la entrada se establece en 5 V, los -676 mV ocurren cuando la entrada es 0 V.

Tan seguro, puedes vivir sin comentarios si estás de acuerdo con errores relativamente grandes. Pero, ¿cómo diablos harías algo más avanzado que un seguidor? Digamos que querría algo que se multiplica con una ganancia de 2 . Para que la salida sepa que es el doble de grande, tiene que saber qué tan mal está . En otras palabras, necesita retroalimentación si va a hacer algo que tenga una amplificación específica, o si necesita calibrar su amplificador 24/7 debido al ruido, como la temperatura, por ejemplo.

Es como si te hubieran dado una vuelta con los ojos vendados y luego te pidieran que apuntaras al norte, no tienes idea de dónde está el norte. Pero si tienes una brújula y te quitas la venda de los ojos, entonces puedes ver qué tan equivocado estás y apuntar con precisión hacia el norte.