反饋迴路是一種能夠根據輸出測量結果調整自身行為的系統。輸出結果會回饋到輸入端。如果輸出過低,系統會增加投入;如果輸出過高,系統則會減少投入。此迴路使系統始終保持在目標附近。
反饋迴路在機器人技術中無所不在。馬達控制器測量位置並調節電壓;無人機測量傾斜角度並調節旋翼轉速;機械臂測量力並調節抓取力。如果沒有回饋,系統將以開環方式運行,並會隨著環境變化而漂移。
回饋迴路的組成部分
- 感測器:測量輸出。
- 比較器:將測量值與設定值進行比較。
- 控制器:計算校正值。
- 執行器:施加校正。
- 被控對象:指被控制的系統。
負回饋起到穩定作用,正回饋則起到放大作用。大多數控制系統都使用負回饋,因為目標是減少誤差,而不是增加誤差。迴路的增益決定了其修正的積極程度。高增益修正迅速,但可能出現振盪;低增益穩定,但反應遲緩。調整迴路是機器人技術的核心技能,也是思考一般系統的有效方法。任何測量結果並進行調整的過程都在運行回饋迴路。概念很簡單,但要真正做到正確卻並非易事。
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