前饋的基本原理是不變性原理，如果對擾動(dòng)的影響是已知和確定的，總可以及時(shí)通過補(bǔ)償行為，將擾動(dòng)的影響減少到最小。典型的“善戰(zhàn)者無赫赫之功”。

理論上如果有被控對象的準(zhǔn)確模型，使用被控對象模型的逆就能實(shí)現(xiàn)完美的控制，甚至不需要反饋。這個(gè)不使用被控變量實(shí)際測量信息的控制策略，本質(zhì)上也是前饋控制。

反饋控制需要偏差出現(xiàn)才進(jìn)行控制，而且反饋控制讓整個(gè)系統(tǒng)有不穩(wěn)定的可能。從整個(gè)角度看，前饋控制總是有益的。但是，實(shí)際上，反饋才是控制的基礎(chǔ)和核心。

“不確定性無處不在，人們也總是想盡各種辦法"對付"不確定性，以達(dá)到調(diào)控目的或期望目標(biāo)。但是，就像我們在理想化的封閉環(huán)境中通過練習(xí)學(xué)會了開車，真正到了復(fù)雜開放的實(shí)際公路上，還會面臨各種不確定性。也就是說，理想模型與現(xiàn)實(shí)情況可能存在著較大差異，而解決它的一個(gè)有力且必要的機(jī)制就是實(shí)時(shí)反饋調(diào)控。”中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院研究員郭雷表示。

在實(shí)際控制中，前饋遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有反饋重要，兩者應(yīng)用的數(shù)量不成比例。精確模型既復(fù)雜又昂貴，很多時(shí)候控制需求并沒有那么高，簡單用反饋控制搞搞就能解決問題。盡管反饋控制整定參數(shù)需要模型，但是這個(gè)模型不需要太精確，差不多就可以。

理想主義凝聚人心，現(xiàn)實(shí)主義決定行動(dòng)！

反饋控制用的越多，自動(dòng)化程度越高，說明被控對象的不確定性越多。性能和穩(wěn)定就要綜合考慮。

精確模型的難度就更大，基于精確模型的解決方案越難落地。前饋既昂貴也只能解決部分問題，非常理想的解決方法就敗給了現(xiàn)實(shí)。

只要能讓反饋生效，問題就有很大改觀。所以現(xiàn)場常常只用簡單的PI控制。再復(fù)雜一點(diǎn)，就用還是線性控制算法的模型預(yù)測控制解決。

大部分情況下，只使用前饋并不能解決問題。工業(yè)解決方案都是能簡單絕不復(fù)雜。所以就算是看起來人畜無害的串級控制，也要能不用，盡可能不用。無論新過程還是老過程，總是先用PID反饋控制試試，如果參數(shù)合適能滿足要求，就沒有必要再使用前饋。反饋是必須而且往往足夠的，前饋可以作為反饋性能不足的一種補(bǔ)充，前饋不是必須的而且也不充分。

PID這個(gè)三參數(shù)控制器，現(xiàn)場經(jīng)常只使用PI控制，甚至P控制，也是能簡單絕不復(fù)雜這種思想的體現(xiàn)。

不管是整定方法，還是控制算法，只要不夠簡單就很難工業(yè)流行。這個(gè)觀點(diǎn)推動(dòng)了我們在Lambda整定方法上做的改進(jìn)方向。ZN整定方法能夠工業(yè)流行也是因?yàn)楹唵我锥?/span>

“當(dāng)時(shí)大約有15種其他數(shù)學(xué)方法可以替代齊格勒-尼科爾斯方法，每一種都曾被嘗試和推崇-但最終都因其簡單易用而讓位于Z-N整定法。當(dāng)該方法被引入美國機(jī)械工程師協(xié)會時(shí)，控制行業(yè)幾乎對其嗤之以鼻，但很快它就在當(dāng)時(shí)流行卻存在缺陷的直覺性方法中贏得了廣泛認(rèn)可。如果未來有一天要建造一座紀(jì)念PID的博物館，約翰·齊格勒和內(nèi)特·尼科爾斯的雕像應(yīng)當(dāng)矗立在入口處。”(摘自《控制工程》1998年1月，關(guān)于齊格勒逝世的新聞報(bào)道)

作者：馮少輝博士