Ganho de loop é o termo aplicado ao ganho em um parâmetro quando uma parte da saída de um dispositivo no circuito ou sistema é retornada como entrada para o dispositivo. Existem sistemas de ganho de loop negativo e positivo. Esse mecanismo de feedback é importante como técnica de controle no controle de processos químicos, linhas de fabricação, circuitos eletrônicos e sistemas biológicos.
O guincho de um alto-falante quando um microfone é apontado ilustra o ganho de loop descontrolado. O microfone capta o som do alto-falante e o envia de volta ao amplificador, que amplia o som e o envia de volta ao alto-falante. À medida que o ciclo continua, o sinal é maior do que a faixa de entrada operacional do alto-falante e problemas de som irritantes.
No feedback negativo, a informação é empurrada para trás. Os fluxos de entrada chegam a uma etapa de processamento, o processo ou alteração ocorre e o parâmetro de saída é medido e comparado ao ponto de ajuste ou valor desejado. Um ajuste a montante é feito e o loop é repetido. Este é um sistema de feedback de ganho de malha fechada.
O feedback positivo, também chamado de feed-forward, ocorre quando os parâmetros de fluxo de entrada são medidos antes do processo e o controlador é ajustado antes que o processo ocorra. Ambos os sistemas têm mérito e geralmente são combinados por um controlador de realimentação para fornecer informações ao controlador de realimentação. O controlador avançado processa esses dados com os dados do parâmetro do fluxo de entrada para realizar o ajuste.
O aquecimento de um fluxo de líquido a uma temperatura definida pela passagem do líquido por um trocador de calor demonstra esse sistema de controle combinado. A temperatura e a taxa de fluxo do líquido que entra são enviadas para o controlador avançado. A temperatura a jusante é enviada ao controlador de feedback, que a compara com o ponto de ajuste. O controlador de feedback modifica a mudança exigida pelo controlador de feedback com as informações reais que está recebendo. Ao usar este sistema de controle de ganho de circuito fechado combinado, as mudanças na temperatura do líquido aquecido são evitadas e o resto do processo prossegue de forma mais suave.
O sistema combinado de feedback/controle de feedback pode ser chamado de buffer porque trabalha para manter um valor de saída constante. Um amplificador operacional é um dispositivo eletrônico que faz a mesma coisa. Aceita duas entradas e possui uma única saída que vai para alto ou baixo, dependendo da diferença das entradas. O design de certos amplificadores operacionais faz com que um dos valores de entrada se inverta ou mude de sinal e, em seguida, a saída é enviada de volta como uma das entradas. O objetivo é equilibrar as duas entradas com o mesmo valor.
O ganho de malha aberta refere-se a um mecanismo de controle que não usa nenhuma informação de processo para controlar o comportamento do sistema. Um amplificador operacional pode ser caracterizado como um dispositivo de ganho de malha aberta, mas é colocado em um sistema de controle de realimentação maior, que é fechado. Ele serve como um dispositivo de armazenamento intermediário no circuito.
A fabricação usa sistemas de feedback de ganho de malha fechada, embora muitas vezes por meio de processos manuais. A base do controle estatístico do processo é outra expressão de um sistema de feedback. Os sistemas biológicos usam controles de loop de ganho, desde o controle da respiração celular até o equilíbrio de ecossistemas inteiros.