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跑步者所面临的困境，明显的解决方案是在跑步期间向前看，而不是向后看。凭借对未来曲线的先见知识，面向前方的跑步者将能够进行更加明智的路程修正，并且能够更快地跑步。

一个敏锐的跑步者也可以低头看赛道，并在看到即将到来的曲线时采取先发制人的行动以保持在赛道中间。跑步者可以在需要时开始向左转，如图3 所示的“跑步前进”图形所示。

通过前方轨道的视图，即使以**速度冲刺，跑步者也几乎可以即时补偿任何向左或向右的缓慢漂移。以同样的方式，应用于具有有限的、可测量的干扰过程的前馈控制器，可以更容易地使过程变量保持接近设定点。

围绕曲线前进并不是那么困难。跑步者可以直观地测量任何即将发生的干扰（曲线），预测对未来轨迹的影响，并根据需要而不是事后进行修正。超前的知识使得面向前方的跑步者，能够比面向后面的跑步者更快并以更小的误差围绕曲线运动。

超前的知识也使前馈控制器更准确。如果控制器能够正确预测干扰将如何影响过程变量以及如何对其进行补偿，则控制器可以更自信地承担更多的控制工作。这样做可以减少即将发生的干扰的影响，就像跑步者在预测即将到来的曲线时可以保持在赛道中心一样。

配置了能够测量即将发生干扰的前兆传感器的过程控制器，可以更快地、更超前的运行。无需等待过去控制工作的结果反应在测量中来进行控制活动。传感器和控制器协同工作，以观察即将到来的干扰并向前提供信息，以帮助计算未来的控制工作。

前馈控制的优势

前馈控制的经典应用是蒸汽分配系统，例如中央锅炉以恒定压力向整个工厂中的各种设备提供蒸汽。当闲置机器上线并开始从锅炉抽取蒸汽时，压力控制器可以预先加热并向锅炉注入额外的水，前提是系统可以确定机器需要多少蒸汽。

如果控制器严格依赖反馈，则必须等到锅炉中的压力已经下降，然后再尝试补偿额外负载。如果它可以预测即将发生的干扰，压力控制器将能够主动防止压降，而反馈控制器在采取行动之前则需要测量到该压降。

**前馈控制的技巧是测量即将发生的干扰指标，并准确预测它们对过程变量产生的影响。向前的跑步者几乎不需要考虑前方有曲线时应该做什么，但前馈压力控制器必须做出不太明显的决定。它不仅需要知道特定机器即将上线的时间，还需要了解它将要抽取多少蒸汽，以及特定抽取方式随着时间的推移对锅炉压力的影响。

这些预测通常借助于数学模型来进行，该模型显示过程如何响应可测量的干扰。这些模型可以像查表一样简单，该表包含早期测量中干扰的影响，也可以像基于**原理分析或经验观察的多变量微分方程一样复杂。随着技术的发展，未来在线学习算法和其它形式的人工智能，将可以帮助创建或改进数学模型。-----------------------------------------------------------------------------
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