Điều khiển vòng kín sử dụng phản hồi để giữ cho hệ thống hoạt động đúng mục tiêu. Bộ điều khiển đo lường đầu ra, so sánh nó với giá trị mong muốn và điều chỉnh đầu vào để giảm thiểu sai số. Đó là một cuộc đối thoại liên tục giữa lệnh và kết quả.

Bộ điều nhiệt là một ví dụ điển hình. Nó đo nhiệt độ phòng, so sánh với điểm đặt và bật hoặc tắt máy sưởi. Cánh tay robot sử dụng cùng một logic: bộ mã hóa đo góc khớp, bộ điều khiển so sánh với góc được lệnh và động cơ điều chỉnh. Nếu không có phản hồi, hệ thống sẽ hoạt động ở chế độ vòng hở và bị trôi lệch.

Các thuật ngữ chính trong điều khiển vòng kín

• Điểm đặt: giá trị mong muốn.
• Lỗi: sự khác biệt giữa giá trị đặt và giá trị thực tế.
• Phản hồi: kết quả đo được.
• Bộ điều khiển: thuật toán tính toán sự hiệu chỉnh.
• Bộ truyền động: thiết bị thực hiện việc điều chỉnh.

Điều khiển PID là phương pháp chủ lực. Tác động tỷ lệ phản hồi lỗi hiện tại. Tác động tích phân hiệu chỉnh lỗi tích lũy. Tác động đạo hàm dự đoán lỗi trong tương lai. Việc tinh chỉnh ba hệ số khuếch đại này vừa là nghệ thuật, vừa là khoa học. Hệ số khuếch đại quá lớn sẽ khiến hệ thống dao động. Quá nhỏ thì hệ thống phản hồi chậm chạp. Robot hiện đại sử dụng các phương pháp tiên tiến hơn như điều khiển dự đoán mô hình, nhưng ý tưởng cơ bản vẫn giống nhau: đo lường, so sánh, hiệu chỉnh, lặp lại. Đó là sự khác biệt giữa một cỗ máy chỉ hy vọng vào điều tốt đẹp nhất và một cỗ máy biết điều gì đang xảy ra.