系列篇：认识PID（1）| 何为自动控制？
在先进控制领域，反馈是一个至关重要的概念，它扮演着实时调节系统运行的关键角色。反馈不仅仅是简单的纠偏过程，更是一种智能化的调节机制，能够使系统更加稳定、准确地达到设定目标。本文将深入探讨反馈，包括其原理、应用场景以及优缺点，希望为大家带来更深入的理解和启发。
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反馈是什么？
动态系统是指其行为随着时间变化，目的往往是为了对外界的作用进行响应的一种系统。
反馈指的是这样一种状况，有两个或更多个动态系统互连在一起，彼此相互影响，因而它们的动态行为是强耦合的。简单地对反馈系统进行因果推理是困难的，因为第一个系统影响第二个系统，第二个系统又影响第一个系统导致，其间存在着参数的来回纠缠。这就使得基于原因和结果的推理变得很微妙，因此必须作为一个整体来分析系统。这样一来，反馈系统的行为往往就变得不合人们的直觉。
无论在自然系统中还是在工程系统中，反馈系统都是无处不在的。胰腺通过产生胰岛素和胰高血糖素来调节血液中的葡萄糖，就是一个典型的反馈控制的例子。
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反馈的原理是什么？
反馈是一个强大的思想，它被广泛地应用于自然和技术系统中。反馈的原理很简单：基于期望的性能与实际的性能之间的差别，来进行校正。
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反馈主要应用及优缺点？
反馈的一个主要应用就是为具有不确定性的系统提供鲁棒性。对实际值与期望值的差别进行比较，然后决策、执行。如果系统发生了某种会影响到实际值的变化， 那么我们先感知这个变化， 然后尽力将系统稳定在期望值。
反馈的另一个应用是改变一个系统的动态特性。通过反馈，我们可以改变一个系统的行为， 以满足具体应用的需要。不稳定的系统可以变得稳定， 反应迟缓的系统可以变得响应快速， 工作点漂移的系统可以使工作点保持不变。
对器件的动态特性进行设计还可以带来其他的优点， 其中之一就是可以增加整个系统设计的模块化程度。利用反馈来创建一个响应与预期相一致的系统，人们就可以使子系统中可能存在的复杂性和非线性隐藏起来。这使得我们可以建立更为复杂的系统却无需对大量互相作用的元器件的响应同时进行整定。这个也是单变量PID存在的理论基础。
尽管反馈有许多优点但它也有一些不足之处。其中最主要的一点就是，如果设计不当的话可能会导致系统不稳定。我们设计的系统不仅应该在正常情况下能够稳定工作，而且应该能够在所有可能的动态干扰下保持稳定。
除了潜在的不稳定性之外，反馈还必然地将系统的不同部分耦合在了一起。它往往会将测量噪声注入系统。因此不仅要小心地对测量信号进行滤波、以保证执行机构和过程动态特性不受影响，更要保证来自传感器的测量信号能够正确地耦合到闭环的动态特性之中（以便能够达到适当的性能水平）。反馈还增加了系统的复杂性。
