フィードフォワード制御

フィードフォワード制御とは、目標値や外乱の予測情報に基づき、あらかじめ補正量を与えて制御する方式です。実際の出力結果を待たずに制御入力を決定するため、応答遅れを最小限に抑えられます。

フィードバック制御が「結果を見て補正する」のに対し、フィードフォワード制御は「予測して先回り補正する」制御です。

■基本原理

フィードフォワード制御では、あらかじめ対象（プラント）の特性モデルを用意し、

・目標速度

・目標加速度

・負荷変動

・重力成分

などを計算に組み込み、必要な制御量を事前に算出します。

モーション制御では、加速度や慣性補償として多用されます。

■ロボット制御での活用例

ロボットでは以下に活用されます。

・重力補償制御

・慣性補償

・加速度補償

・高速軌道追従

特に高速搬送や精密加工では、応答遅れの低減に効果があります。

■フィードバック制御との違い

・フィードフォワード　→ 予測補正・高速応答

・フィードバック　→ 誤差補正・安定化

実際の産業用途では、両者を組み合わせた「ハイブリッド制御」が一般的です。

■メリットと注意点

　◆メリット

・応答遅れ低減

・振動抑制

・高速動作に有利

　◆注意点

・モデル誤差の影響を受ける

・単独では誤差修正不可

正確なモデル化が不可欠です。

■設計時の重要ポイント（プロ視点）

検討すべき要素は以下です。

・負荷変動

・可搬質量

・慣性モーメント

・加減速プロファイル

・モデル精度

特に重要なのは、実機パラメータと理論モデルの整合性です。

モデル誤差が大きいと逆効果になります。

■協働ロボットでの位置付け

協働用途では、

・滑らかな動作実現

・振動低減

・安全停止制御補助

に活用されます。

安全性確保にはフィードバック制御との併用が不可欠です。