Vad är Loop Gain?
Loop gain är den term som tillämpas på förstärkningen i en parameter när en del av utgången från en anordning i kretsen eller systemet returneras som ingång till enheten. Det finns negativa och positiva loop gain-system. Denna feedbackmekanism är viktig som en kontrollteknik inom kemisk processkontroll, tillverkningslinjer, elektroniska kretsar och biologiska system.
En högtalars skrik när en mikrofon pekas mot den illustrerar en utanför kontrollen slingförstärkning. Mikrofonen hämtar ljudet från högtalaren och skickar tillbaka det till förstärkaren, vilket förstorar ljudet och skickar ut högtalaren igen. När cykeln fortsätter är signalen större än högtalarnas ingångsområde och de irriterande ljudproblemen.
I negativ feedback rör information sig bakåt. Ingångsströmmar anländer till ett bearbetningssteg, processen eller förändringen sker och utgångsparametern mäts och jämförs med börvärdet eller önskat värde. En uppströmsjustering görs och slingan upprepas. Detta är ett återkopplingssystem för förstärkt slinga.
Positiv återkoppling, även kallad feed-forward, inträffar när ingångsströmparametrarna mäts före processen och regulatorn justeras innan processen inträffar. Båda systemen har meriter och kombineras vanligtvis med hjälp av en feedbackkontroll för att mata information till frammatningsstyrenheten. Framåtriktningsstyrenheten bearbetar dessa data med parameterdata för ingångsströmmen för att göra justeringen.
Uppvärmningen av en vätskeström till en inställd temperatur genom att leda vätskan genom en värmeväxlare visar detta kombinerade styrsystem. Temperaturen och flödeshastigheten för den inkommande vätskan skickas till frammatningsregulatorn. Nedströms-temperaturen skickas till feedbackkontrollen, som jämför den med börvärdet. Framåtriktningsstyrenheten modifierar den ändring som krävs av feedbackkontrollern med den aktuella informationen den mottar. Genom att använda detta kombinerade styrsystem med stängd slinga, undviks svängningar i temperaturen på den uppvärmda vätskan, och den återstående processen fortskrider smidigare.
Det kombinerade feed-forward / feedback-kontrollsystemet kan kallas en buffert eftersom det fungerar för att hålla ett konstant utgångsvärde. En op-förstärkare är en elektronisk enhet som gör samma sak. Den accepterar två ingångar och har en enda utgång som går antingen hög eller låg, beroende på skillnaden mellan ingångarna. Utformningen av vissa op-förstärkare gör att ett av ingångsvärdena inverteras eller ändras tecken, och sedan skickas utdata tillbaka som en av ingångarna. Målet är att balansera båda ingångarna till samma värde.
Öppning med öppen slinga hänvisar till en kontrollmekanism som inte använder någon processinformation för att kontrollera systemets beteende. En op-förstärkare kan karakteriseras som en ökning med öppen slinga, men den placeras i ett större återkopplingsstyrsystem, som är stängt. Det fungerar som buffertenhet i kretsen.
Tillverkning använder återkopplingssystem med förstängd slinga, även om de ofta sker via manuella processer. Grunden för statistisk processkontroll är ett annat uttryck för ett feedback-system. Biologiska system använder förstärkningsslingkontroller, från kontroll av cellulär andning till balansen i hela ekosystem.