فیدبک ( Feedback )

 

فیدبک مفهومی است که در سیستم‌های کنترلی مورد استفاده قرار می گیرد. سیستم ها به دو نوع سیستم باز و سیستم بسته تقسیم بندی می‌شوند. در سیستم باز ورودی پس از طی فرایندی خروجی را نتیجه می دهد. ولی در سیستم های بسته ورودی با خروجی ترکیب می شود. و با اعمال فرایند بر روی این ترکیب، خروجی نهایی ایجاد می گردد.

این ارتباط بین ورودی و خروجی در سیستم حلقه بسته را فیدبک می گویند. سیستم دارای feedback می تواند هر سیستمی را شامل شود مانند سیستم های مکانیکی،  بیولوژیکی، حرارتی، برودتی و الکتریکی

فیدبک را با نام بازخورد نیز می شناسیم و سیستم های دارای فیدبک پسخور نیز گفته می شوند.

اولین بار که از اصطلاح فیدبک استفاده شد در مفهوم منفی آن بود ،کارل فردیناند براون در سیستم‌های  آنتن فرستنده رادیویی وجود اختلال را مشاهده کرد. در توصیف این اختلال می‌گفت طراحی ما خوب نیست و فیدبک دارد ویا بخشی از خروجی خود را خودش می خورد ویا بازخورد کار ما را خراب می کند. اما امروزه بازخورد به معنی استفاده از خروجی برای ترکیب با ورودی و کنترل بهتر سیستم است.

انواع سیستم بازخوردی

بازخوردها ها به دو نوع مثبت و منفی مورد استفاده قرار می‌گیرند:

1. بازخورد مثبت

بدین معنی که ورودی مرجع و خروجی فیدبک با یکدیگر جمع شوند.

2. بازخورد منفی

بدین معنی که ورودی مرجع و خروجی فیدبک از یکدیگر کم می شوند و خطای بین ورودی مرجع و خروجی سیستم را در هر حلقه کاهش می دهد.

از جمله مزایای بازخورد منفی می توان به موارد زیر اشاره کرد

• کاهش اعوجاج
• کاهش حساسیت
• افزایش پهنای باند
• کاهش اغتشاش
• پایداری

در دستگاههای سی ان سی مفهوم فیدبک بیشتر درباره ابزار اندازه گیری سیستم بکار میرود.بطور مثال خط کشهای دیجیتال دستگاه به کنترلر بازخورد منفی جهت اصلاح سیستم میدهند.

همچنین سروو موتورها از روتاری انکودر جهت فید بکگیری میزان حرکت استفاده میکنند.

 

مزایا و معایب ماشین های دارای فیدبک :

در مجموع فیدبک را می توان سیستم کنترلر الکتریکی ای دانست که جهت اندازه گیری ، نظارت و کنترل در یک حرکت نسبتا دقیق مورد استفاده قرار می گیرد. در این سیستم حلقه بسته، تجهیزات فیدبک بازخورد مورد نیاز را از خروجی دریافت می نماید. و آن را بعنوان یک سیگنال فیدبک به سیستم ارسال می نماید. سپس سیستم با مقایسه این سیگنال و خروجی مورد انتظار ، فرامین اصلاحی را در طول حرکت ایجاد می کند تا خرجی در هر مرحله به خروجی هدف مورد انتظار نزدیک تر گردد.

در این بخش به مزایا و معایب سیستم فیدبک و اینکه چرا باید از آن استفاده کنیم می پردازیم:

مزایا :

• کاهش خودکار خطاها :

سیستم حلقه بسته بطور مداوم نتیجه خروجی را به دستگاه می دهد و دستگاه بصورت خودکار به نتایج واکنش نشان داده و اصلاحات لازم را در طول فرآیند ایجاد می نماید.

• بهبود ثبات :

با توجه به داشتن اطلاعات فیدبک بصورت آنلاین و در لحظه، دستگاه می تواند ثبات عملکرد را بهبود بخشیده و کنترل و دقت لازم را ارائه دهد.

• افزایش پایداری در برابر اختلالات خارجی :

با توجه به اینکه ماشین های صنعتی، اغلب در معرض کار مداوم هستند و در محیطی عموما خشن مشغول به فعالیت می باشند. این احتمال وجود دارد که عاملی خارجی و یا ضعفی در عملکرد تجهیزات، موجب اختلالی در فرآیند ماشین گردد. لذا سیگنال های فیدبک به دستگاه کمک می کند تا در حد امکان اختلال را جبران و دقت کار را حفظ نماید و یا دستور قطع فرآیند را صادر کند.

• قابلیت اطمینان و تکرار پذیری :

دسترسی به اطلاعات خروجی و بازخوردهای دستگاه باعث می گردد که یک فرآیند را با اطمینان از دقت و کیفیت آن و در هر تعداد بار که نیاز به تکرار آن داشته باشد (با همان دقت و کیفیت) بتوانیم از دستگاه انتظار داشته باشیم.

 

معایب :

• حساسیت به تغییرات :

از آنجایی که در هر زمان سیگنال های فیدبک زیادی از بخش های مختلف به کنترلر دستگاه می رسد. در صورتیکه سیستم به فیدبک ها، بیش از حد حساس باشد. لذا کنترلر سعی می کند عملکرد را اصلاح کند. در صورتیکه کنترلر عکس العمل بیش از حد نشان دهد. می تواند باعث ایجاد فرامین زیادی در زمانی کوتاه از سمت آن گردد. که خود می تواند باعث ناپایداری در عملکرد دستگاه شود. لذا باید محدودیت های از پیش تعیین شده ای را در سیستم وارد نمائیم تا سیستم واکنشی منطقی و در فواصل حساب شده ای را از خود نشان دهد.

• پیچیدگی :

برای ارائه سطح بالایی از اطلاعات و کنترل و بازخورد دقیق در ماشین، معولا یک یا چند مسیر فیدبک وجود دارد. این موضوع می تواند موجب پیچیده شدن ساختار کنترلر و دستگاه گردد که خود باعث افزایش هزینه ها ، فضای مورد نیاز و نصب و راه اندازی سخت تر و پیچیده تر گردد.

 

 

منابع:

یک

دو

سه

چهار