Hva er Loop Gain?
Loop gain er begrepet brukt på forsterkningen i en parameter når en del av utgangen til en enhet i kretsen eller systemet returneres som inngang til enheten. Det er negative og positive loop gain-systemer. Denne tilbakemeldingsmekanismen er viktig som en kontrollteknikk innen kjemisk prosessstyring, produksjonslinjer, elektroniske kretsløp og biologiske systemer.
En skrik fra en høyttaler når en mikrofon pekes på den, illustrerer en løftegevinst uten kontroll. Mikrofonen henter lyden fra høyttaleren og sender den tilbake til forsterkeren, som forstørrer lyden og sender den ut høyttaleren igjen. Når syklusen fortsetter, er signalet større enn inngangsområdet til høyttaleren, og de irriterende lydproblemene.
I negative tilbakemeldinger beveger informasjon seg bakover. Inngangsstrømmer ankommer et prosesseringstrinn, prosessen eller endringen skjer, og utgangsparameteren måles og sammenlignes med børverdien eller ønsket verdi. En justering oppstrøms blir gjort, og løkken gjentas. Dette er et system for tilbakemelding av lukket sløyfe.
Positiv tilbakemelding, også kalt feed-forward, oppstår når inngangsstrømparametere måles før prosessen, og kontrolleren justeres før prosessen skjer. Begge systemene har meritter og er vanligvis kombinert ved å bruke en tilbakemeldingskontroller for å mate informasjon til fremover-kontrolleren. Fremover-kontrolleren behandler disse dataene med inngangsstrømparameterdata for å gjøre justeringen.
Oppvarmingen av en væskestrøm til en innstilt temperatur ved å føre væsken gjennom en varmeveksler demonstrerer dette kombinerte kontrollsystemet. Temperaturen og strømningshastigheten til den innkommende væsken sendes til fremoverkontrolleren. Nedstrømstemperaturen sendes til tilbakemeldingskontrolleren, som sammenligner den med børverdien. Fremover-kontrolleren endrer endringen som kreves av tilbakemeldingskontrolleren med den gjeldende informasjonen den mottar. Ved bruk av dette kombinerte styresystemet med lukket sløyfe unngås svinger i temperaturen på den oppvarmede væsken, og den gjenværende prosessen går mer jevnt.
Det kombinerte styringssystemet for fremover / tilbakemelding kan kalles en buffer fordi det fungerer for å holde en konstant utgangsverdi. En op forsterker er et elektronisk apparat som gjør det samme. Den aksepterer to innganger og har en enkelt utgang som går enten høy eller lav, avhengig av forskjellen på inngangene. Utformingen av visse op-ampere fører til at en av inngangsverdiene blir invertert eller endre tegn, og deretter sendes utgangen tilbake som en av inngangene. Målet er å balansere begge inngangene til samme verdi.
Open loop gain viser til en kontrollmekanisme som ikke bruker noen prosessinformasjon for å kontrollere systematferden. En op-forsterker kan karakteriseres som en forsterkningsanordning for åpen sløyfe, men den settes inn i et større tilbakemeldingskontrollsystem, som er lukket. Det fungerer som bufferenhet i kretsen.
Produksjon bruker feedback-systemer med lukket sløyfe, men ofte via manuelle prosesser. Grunnlaget for statistisk prosesskontroll er et annet uttrykk for et tilbakemeldingssystem. Biologiske systemer bruker forsterkningssløyfekontroller, fra kontroll av cellulær respirasjon til balansen i hele økosystemer.