Oczywiste, że to nie dotyczyło PID, bo w PID predykcji nie ma, jak sama nazwa wskazuje.

Pomiar stanu układu i sprzężenie zwrotne to też 2 zupełnie oddzielne historie, więc nie nadal nie rozumiem co chciałeś powiedzieć. Musisz rozwinąć i napisać jasno od początku do końca. Wtedy okaże się, gdzie robisz błąd

W ogóle to ja popełniłem również błąd, nie czytając wątku od samego początku. Do końca pierwsze strony wszystko było jasne i zrozumiałe a spor polegał na nierozumieniu siebie nawzajem.
Tyle że w pewnym momencie napisałeś: "człon predykcyjny pozwala na natychmiastową reakcję napędu na zmiany stanu zadanego - bez czekania na uchyb", czyli formalną bzdurę, i od tego się zaczęło

Jeśli pozwolicie, spróbuje to wszystko ułożyć najprościej i najjaśniej jak się da. Dla czytających, szczególnie tych dla których jest to magia. Ważne jest, żeby odróżnić poprawne nazewnictwo stosowane w automatyce, od slangu i uproszczeń powodujących błędne rozumienie różnych zagadnień.

1. SERWO (serwomechanizm) to w automatyce UKŁAD NADĄŻNY - dokładnie tyle i nic więcej. Składa się z wejścia, urządzenia wykonawczego i mechanizmu porównującego który porównując sygnał wejściowy (zadany) z wyjściowym, wytwarza odpowiedni sygnał sterujący urządzeniem wykonawczym.
Serwomechanizm znany z obrabiarek jest tylko jednym z możliwych rodzajów serwomechanizmów. Urządzeniem wykonawczy jest tu silnik elektryczny. Dowolny silnik, bo serwomechanizm nie definiuje konieczności użycia konkretnego typu silnika lub konkretnej grupy silników.
2. Serwo w obrabiarce może wykorzystywać dowolny silnik, tyle że trzeba go odpowiednio sterować (odpowiednim układem). Z racji zasady działania serwa najlepsze są silniki poruszające się całkowicie płynnie bez zasilania, czyli bez magnesów stałych. Ale nic nie stoi na przeszkodzie, żeby zrobić serwo z silnikiem krokowym!
3. Najprostsze w budowie serwo nie ma żadnego regulatora, a raczej ma jedynie regulator proporcjonalny (P - proportional). Różnica między sygnałem wejściowym (zadanym położeniem) a wyjściowym (uzyskanym położeniem), czyli UCHYB, jest wzmacniana i steruje bezpośrednio urządzeniem wykonawczym. Sterowanie urządzenia wykonawczego sumą sygnału zadanego oraz odwróconego sygnału wejsciowego, nazywany UJEMNYM SPRZĘŻENIEM ZWROTNYM.
Takie serwo w praktyce (wynika to z zasady działania regulatora proporcjonalnego) daje błąd położenia, którego nie da się uniknąć. Sposobem na to jest
4. dodanie do sterowania P, również sterowania całką uchybu, także odpowiednio wzmocnioną. Co to jest całka, odsyłam do matematyki. Dodając do regulatora P człon całkowy (I - integration), uzyskujemy regulator PI. Człon I pozwala na wyzerowanie uchybu.
5. dalszą poprawę działania regulatora można uzyskać dodając jeszcze człon D - różniczkujący (differential). Co to jest pochodna, odsyłam do matematyki. Człon D odpowiada za reakcję na dynamiczne zmiany uchybu, wprowadzając tłumienie jego gwałtownych zmian. Siłę działania członu D reguluje się oddzielnym współczynnikiem.
6. Regulator ze wszystkimi w.w. członami nazywa się PID. Regulator działa poprawnie, gdy współczynniki wszystkich członów są dobrane odpowiednio, co w praktyce wymaga odpowiedniej wiedzy i umiejętności. Bez tego, serwomechanizm który ma określone właściwości dynamiczne, będzie działał niedostatecznie dobrze, źle lub nawet bardzo źle.
7. Są też inne rodzaje regulatorów, oraz bardzo różnorodne dodatkowe zabiegi, które mają za zadanie poprawienie parametrów regulacji, w szczególności prędkości ustalania sygnału wyjściowego, zmniejszenia przesterowań, oscylacji. Należą do nich predykcja i estymacja. Zagadnienie jest obszerne (literatura)
8. W praktyce w automatyce stosuje się też bardziej rozbudowane układy regulacji, niż tylko z jednym regulatorem. Czasami układy te są bardzo złożone.
9. Slangowo "serwo" to kompletny gotowy mechanizm w maszynie, ale nie koniecznie jest to klasyczny serwomechanizm z punktu widzenia automatyki.
10. W bardzo uproszczonych sterowaniach, zamiast serwomechanizmów stosuje się silniki krokowe. Cena takiego napędu jest wielokrotnie niższa od serwa. Niestety poprawne działanie takiego mechanizmu opiera się w znacznej mierze na zaufaniu, że jesteśmy w stanie określić pozycję jedynie licząc zadane kroki. Jeśli z jakichś powodów podczas pracy pojawi się uchyb, to nie ma możliwości dowiedzenia się o tym. Dlatego w profesjonalnych sterowaniach na silnikach krokowych, stosuje się sygnały zwrotne pozwalające zweryfikować (okresowo lub stale) poprawność sygnału wyjściowego (położenia osi)

Co to znaczy "nie podlega sprzężeniom zwrotnym" i co nie podlega?

Nie ma co utożsamiać estymacji z jakimkolwiek konkretnym rozwiązaniem, kwantowaniem oraz jakimkolwiek uniwersalnym mechanizmem matematycznym. Znowu zaczynasz czarować

ursus_arctos pisze:Do tego miejsca było dobrze.
A dalej jest mowa o estymacji stanu układu, a nie o żadnej predykcji.

Masz słuszność, tak się to fachowo nazywa.
A więc, wracając do pierwszej mojej wypowiedzi, uważam że mówiłeś o estymacji. Na dodatek uruchomionej bliżej nieokreśloną potrzebą - nic się nie dzieje a dokonujemy operacji na sygnale wyjściowym.
Najpierw musi być uchyb. Uchyb pojawia się automatycznie, gdy wartość zadana jest inna od uzyskanej, bo jest to wynik matematycznego odejmowanie.
Jak rozumiem spieramy się o to, czy ZAMIAR zmiany sygnału zadanego można nazwać tak samo jak faktyczna zmianę. Moim zdaniem nie można i to nie jest zagadnienie z automatyki, tylko raczej z mechaniki kwantowej (światy równoległe)

Nie można nazwać działania członu D predykcją. Można tak to tłumaczyć "edukacyjnie", dla lepszego zrozumienia, ale w sensie automatyki to nie jest predykcja.
Predykcja jest wtedy, gdy regulator wykonuje czynność regulacyjną na podstawie znajomości właściwości obiektu, zjawiska i symptomów, które zapowiadają nadejście konkretnych sytuacji. Na przykład mamy coś zrobić, gdy pojazd ruszy, proporcjonalnie do prędkości. I zależy nam, żeby to się zadziało natychmiast. Jednak mamy ograniczoną informację o ruchu. Na przykład nie 100 a 2 impulsy na obrót koła. Ale nie możemy sobie pozwolić, żeby czekać na 2 kolejne impulsy które określą prędkość. Dlatego jesteśmy zmuszeni podjąć akcję już po pierwszym impulsie, zakładając, że za chwilę (i to w miarę konkretną, znając możliwości przyspieszania maszyny), przyjdzie kolejny impuls a potem kolejny... Jednak oczywiście jest to działanie życzeniowe. Bo może się okazać, że maszyna drgnęła, pojawił się akurat impuls, ale wcale nie zamierza jechać dalej.

Predykcja jest też wtedy, gdy np zmieniamy ustawienia temperatury wody, i wiemy że przy zastosowaniu danego regulatora nastąpi przesterowanie (przegrzanie), bo układ jest silnie nieliniowy z jakiegoś powodu, i regulator PID go "nie chwyta". I wtedy możemy predykcyjnie przeciwdziałać. Czyli np przerwać podgrzewanie zanim zrobi to regulator.
Jest to w pewnym sensie wróżenie. Czasami przydatne, czasami niezbędne. A czasami lepiej tego nie robić.

Ursus, pomieszanie z poplątaniem
Nie możesz brać wartości zadanej z jednej parafii a uchybu z drugiej. Uchyb i wartość zadana mają zawsze to samo mianowanie. Jeśli wartością zadaną jest stałą prędkość, i osiągnęliśmy zerowy uchyb statyczny (prędkość chwilowa równa zadanej) i jego zerową pochodną (brak przyspieszeń), czyli STAN USTALONY W PUNKCIE DOCELOWYM, to nie ma nawet mowy o żadnej predykcji. Prędkość jest utrzymywana przez człon całkujący.

O predykcji można mówić wtedy, gdy np wiemy, że będziemuy potrzebowali zmienić wartość prędkości do v1 w czasie t1, i Z DOŚWIADCZENIA wiemy, że do tego będzie potrzebny np wzrost napięcia na silniku do wartości u1. I wtedy, W MOMENCIE gdy przestawiamy wartość zadaną na v1 (powodując pojawienie się uchybu), wykonujemy (na podstawie znajomości cech obiektu a nie wyników analizy matematycznej) zabieg odpowiednio szybkiego podnoszenia napięcia. A ewentualne działanie regulatora PID czy podobnego albo wyłączamy chwilowo albo używamy jako korektor. Możliwości są duże, wszystko zależy od struktury.
Podsumowując - uchyb się pojawia(!!!)

Próbę predykcji bez uchybu, która może prowadzić zarówno do poprawy jak i do pogorszenia efektów regulacji, można porównać do innego przykładu.
Mamy prędkość ustaloną, ustaloną wartość zasilającego napięcia, które tę prędkość zapewnia. Ale planujemy włączyć drugą maszynę na tej samej linii i spodziewamy się że napięcie usiądzie i prędkość spadnie. Więc włączając drugą maszynę, jednocześnie ręcznie podkręcamy napięcie silnika (predykcja). I jeśli mamy duże doświadczenie, może nawet prędkość nie drgnie (idealna predykcja). Ale co jeśli okaże się, że włączana maszyna ma przepalony bezpiecznik? Albo inny czynnik, który spowoduje, że napięcie jednak NIE siądzie? Albo zmieni się zupełnie inaczej? Wtedy zamiast utrzymania stałej prędkości, doprowadzimy niepotrzebnie do jej zwiększenia/zmniejszenia, czyli zdestabilizujemy układ.

Dobrym przykładem na ułomność takiej "predykcji na pałę", jest obrona karnego przez bramkarza. Bramkarz obserwuje piłkarza, poza tym zna jego styl. I zwykle daje się wyprowadzić w pole, bo tak naprawdę nie jest w stanie przewidzieć ani stylu, ani wysokości, ani kierunku strzału, ani nawet którą nogą zostanie oddany.

Dlatego takich rzeczy się nie robi w automatyce. Predykcja nie opiera się na ZAMIARZE, tylko na ZMIERZONYM uchybie. Uchybem dla predykcji w tym przypadku może być szybki pomiar napięcia zasilającego, który wykaże spdek tego napięcia, zanim jeszcze będzie to miało jakikolwiek wpływ na bezwładność silnika. Ale JEST REALNY UCHYB w układzie regulacji. Tyle że w innym członie i związany z inną wartością zadaną. W tym przypadku wartością napięcia, które z docelową prędkością jest powiązane w sposób analityczny (matematycznie policzalny).

P.S.
Oscylacje w układzie regulacji (jeśli są), nie są skutkiem ujemnego, tylko dodatniego członu sprzężenia zwrotnego, konkretniej od przebiegu charakterystyki amplitudowo-fazowej. Elementarz.
P.S.2.
Nie ma znaczenia jakie są zastosowane metody regulacji na poziomie sprzętowym, tylko jaka jest matematyczna interpretacja ich działania.

Pomijając "na poziomie- inaczej" styl prowadzenia "rozmowy" przez tuxa, w tym przypadku ma on formalnie rację. Predykcja nie oznacza, że podejmuje się akcję przy zerowym uchybie i zerowej pierwszej pochodnej uchybu po czasie. Tylko że wykonuje się zaplanowaną akcję w momencie zadania uchybu (przez wprowadzenie nowej wartości zadanej). Przecież nie będziesz wykonywał akcji regulacyjnej zanim zadasz nową wartość A co by było, gdybyś jednaj postanowił nie zadawać tej wartości? Oscylacje niegasnące spowodowane "predykcją" w takim rozumieniu, jak to napisałeś
W każdym procesie regulacji, bez względu na jego rodzaj kolejność działania jest następująca: wartość zadana > uchyb > akcja. Nawet jeśli z pozoru wydaje się, że to działa inaczej, np: zdeterminowane zakłócenie > akcja przy braku uchybu, to jest to tylko pozorna różnica, bo ZAWSZE gdzieś jest uchyb który dopiero powoduje akcję. Test to tylko kwestia porządnego (bardziej skomplikowanego) rozrysowania konkretnego mechanizmu regulacji, i odpowiedniego ponazywania wszystkich zjawisk w układzie regulacji.