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前馈控制
前馈控制是通过预测系统的状态，在误差发生之前决定控制量的一种控制方式。通过这种方式，可以在控制对象发生变化之前，在可预测的范围内检测外部变量（干扰）并进行调整。因此，可以在误差发生之前对其进行处理，能够快速响应干扰，从而提高控制的准确度，并加速系统的响应速度。在控制方式中，另一种发挥重要作用的是反馈控制，即测量控制对象的测定值和目标值之间的差值（偏差），根据该差值决定控制量的控制方式。前馈控制和反馈控制都是控制系统中不可或缺的组成部分。
然而，虽然前馈控制在预测准确的情况下可实现较高的控制准确度，且系统响应速度也较快，但也存在一定的局限性。如果预测不准确，或者影响系统的外部变量不可预测，则前馈控制可能无法有效发挥作用。因此，通常将前馈控制与反馈控制结合使用。
该图显示了前馈控制的工作原理。因为不是像反馈控制那样形成一个回路，信号的流动是单向的，因此也被称为开环控制。
前馈控制被应用于各种领域。以下介绍几个使用前馈控制的具体示例。
- ① 空调设备等的温度控制系统
- ② 机器人手臂的位置控制系统
- ③ 即热式电热水器的温度控制系统
在空调设备的温度控制系统中，外部气温的变化、室内人员的活动量（发热）等都会作为干扰影响室内温度。通过应用前馈控制，可以预测外部温度和人员活动，事先调整空调系统的输出，从而抑制室温的急剧变化，保持稳定的室内环境。
在机器人手臂的位置控制系统中，手臂的位置可能会由于机械运动过程中施加的外力或扭矩（负载或振动）而发生变化。通过应用前馈控制，可以提前预测负载和外力，并对手臂的动作进行修正。
在即热式电热水器的温度控制系统中，供水及水压的变动、使用中流量的变动等会作为干扰影响出水温度。通过预先利用当前水温和流量等输入信息并应用前馈控制，可以调整加热器的输出功率。这样就可以在短时间内提供合适温度的热水。
像这样，通过前馈控制提高了控制本身的准确度，使系统响应更加迅速，从而实现了更高效且更环保的控制。
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