Une boucle de rétroaction est un système qui ajuste son comportement en fonction des mesures de sa sortie. La sortie est réinjectée dans l'entrée. Si la sortie est trop faible, le système augmente son effort ; si elle est trop élevée, il le diminue. La boucle maintient ainsi le système proche de sa cible.

Les boucles de rétroaction sont omniprésentes en robotique. Un contrôleur de moteur mesure la position et ajuste la tension. Un drone mesure l'inclinaison et ajuste la vitesse de ses rotors. Un bras robotisé mesure la force et ajuste sa prise. Sans rétroaction, le système fonctionne en boucle ouverte et dérive en fonction des conditions changeantes.

Éléments d'une boucle de rétroaction

• Capteur : mesure le signal de sortie.
• Comparateur : compare la mesure à la valeur de consigne.
• Contrôleur : calcule la correction.
• Actionneur : applique la correction.
• Installation : le système contrôlé.

La rétroaction négative stabilise, tandis que la rétroaction positive amplifie. La plupart des systèmes de contrôle utilisent la rétroaction négative car l'objectif est de réduire l'erreur, et non de l'augmenter. Le gain de la boucle détermine la rapidité de la correction. Un gain élevé corrige rapidement, mais peut engendrer des oscillations. Un gain faible assure la stabilité, mais la réponse est plus lente. Le réglage de la boucle est une compétence fondamentale en robotique. C'est également une approche utile pour appréhender les systèmes en général. Tout processus qui mesure ses résultats et s'ajuste fonctionne grâce à une boucle de rétroaction. Le concept est simple, mais sa mise en œuvre correcte est complexe.