Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Цикл обратной связи, в котором все выходы процесса доступны в качестве причинных входов для этого процесса.

Обратная связь происходит , когда выходные сигналы системы направляется обратно в качестве входных сигналов в качестве части цепи из причинно-следственных , который образует цепь или петли. [1] Тогда можно сказать, что система возвращается сама себе. С понятием причинно-следственной связи следует обращаться осторожно, когда оно применяется к системам обратной связи:

Простое причинно-следственное рассуждение о системе обратной связи сложно, потому что первая система влияет на вторую, а вторая система влияет на первую, что приводит к круговому аргументу. Это затрудняет рассуждение, основанное на причинно-следственных связях, и необходимо анализировать систему в целом.

-  Карл Йохан Остром и Ричард М. Мюррей, Системы обратной связи: Введение для ученых и инженеров [2]

История [ править ]

Механизмы саморегулирования существовали с древних времен, и идея обратной связи начала проникать в экономическую теорию Британии к 18 веку, но в то время она не была признана универсальной абстракцией и поэтому не имела названия. [3]

Первым известным устройством с искусственной обратной связью был поплавковый клапан для поддержания постоянного уровня воды, изобретенный в 270 г. до н.э. в Александрии , Египет . [4] Это устройство иллюстрирует принцип обратной связи: низкий уровень воды открывает клапан, поднимающаяся вода обеспечивает обратную связь в системе, закрывая клапан при достижении необходимого уровня. Затем это повторяется по кругу, когда уровень воды колеблется. [4]

Центробежные регуляторы использовались для регулирования расстояния и давления между жерновами в ветряных мельницах с 17 века. В 1788 году Джеймс Ватт разработал свой первый центробежный регулятор по предложению своего делового партнера Мэтью Бултона для использования в паровых двигателях их производства. Ранние паровые двигатели использовали чисто возвратно-поступательное движение и использовались для перекачивания воды - применение, которое могло допускать изменения рабочей скорости, но использование паровых двигателей для других применений требовало более точного контроля скорости.

В 1868 году Джеймс Клерк Максвелл написал знаменитую статью «О губернаторах», которая широко считается классикой теории управления с обратной связью. [5] Это была знаменательная статья по теории управления и математике обратной связи.

Глагольная фраза для обратной связи в смысле возврата к более раннему положению в механическом процессе использовалась в США к 1860-м годам [6] [7], а в 1909 году лауреат Нобелевской премии Карл Фердинанд Браун использовал термин « «обратная связь» как существительное для обозначения (нежелательной) связи между компонентами электронной схемы . [8]

К концу 1912 года исследователи, использующие первые электронные усилители ( аудионы ), обнаружили, что намеренное возвращение части выходного сигнала обратно во входную цепь может повысить усиление (за счет регенерации ), но также заставит аудион завывать или петь. [9] Это действие обратной связи сигнала с выхода на вход привело к использованию термина «обратная связь» в качестве отдельного слова к 1920 году. [9]

На протяжении многих лет ведутся споры относительно лучшего определения обратной связи. Согласно Эшби (1956), математики и теоретики, интересующиеся принципами механизмов обратной связи, предпочитают определение «цикличности действия», которое сохраняет теорию простой и последовательной. Для тех, кто преследует более практические цели, обратная связь должна быть преднамеренным эффектом через более осязаемую связь.

[Практические экспериментаторы] возражают против определения математика, указывая, что это заставит их сказать, что в обычном маятнике присутствует обратная связь ... между его положением и его импульсом - «обратная связь», которая с практической точки зрения, несколько мистический. На это математик возражает, что если обратную связь следует рассматривать как имеющуюся только тогда, когда есть реальный провод или нерв для ее представления, тогда теория становится хаотичной и пронизанной несоответствиями. [10] ( стр. 54 )

Сосредоточившись на использовании в теории управления, Рамапрасад (1983) определяет обратную связь в целом как «... информацию о разнице между фактическим и эталонным уровнем системного параметра», которая используется для «некоторого изменения разрыва». Он подчеркивает, что информация сама по себе не является обратной связью, если не переведена в действие. [11]

Типы [ править ]

Положительные и отрицательные отзывы [ править ]

Поддержание желаемой производительности системы несмотря на помехи с помощью отрицательной обратной связи для уменьшения ошибки системы
Пример отрицательной обратной связи с целями
Пример положительной обратной связи

Положительная обратная связь: если сигнал обратной связи с выхода совпадает по фазе с входным сигналом, обратная связь называется положительной обратной связью.

Отрицательная обратная связь: если обратная связь имеет противоположную полярность или не совпадает по фазе на 180 ° относительно входного сигнала, обратная связь называется отрицательной обратной связью.

В качестве примера отрицательной обратной связи диаграмма может представлять систему круиз-контроля в автомобиле, например, которая соответствует целевой скорости, такой как ограничение скорости. Управляемая система - это автомобиль; его входной сигнал включает в себя комбинированный крутящий момент двигателя и изменяющийся уклон дороги (возмущение). Скорость (состояние) автомобиля измеряется спидометром . Сигналом ошибки является отклонение скорости, измеренной спидометром, от целевой скорости (заданного значения). Эта измеренная ошибка интерпретируется контроллером для регулировки акселератора, управляя потоком топлива в двигатель (эффектор). Результирующее изменение крутящего момента двигателя, обратная связь, в сочетании с крутящим моментом, создаваемым изменяющимся уклоном дороги, снижает погрешность в скорости, сводя к минимуму возмущение дороги.

Термины «положительный» и «отрицательный» впервые были применены к обратной связи до Второй мировой войны. Идея положительной обратной связи была актуальна уже в 1920-х годах, когда была введена регенеративная схема . [12] Фриис и Йенсен (1924) описали регенерацию в наборе электронных усилителей как случай, когда действие «обратной связи» является положительным, в отличие от действия отрицательной обратной связи, о котором они упоминают лишь вскользь. [13] В классической статье 1934 года Гарольда Стивена Блэка впервые подробно описывается использование отрицательной обратной связи в электронных усилителях. По словам Блэка:

Положительная обратная связь увеличивает коэффициент усиления усилителя, отрицательная обратная связь снижает его. [14]

Согласно Минделлу (2002), вскоре после этого возникла путаница в терминах:

... Фриис и Дженсен провели то же различие, которое использовал Блэк между «положительной обратной связью» и «отрицательной обратной связью», основываясь не на знаке самой обратной связи, а скорее на ее влиянии на коэффициент усиления усилителя. Напротив, Найквист и Боде, опираясь на работу Блэка, называли отрицательную обратную связь обратной. Блэку было трудно убедить других в полезности своего изобретения отчасти потому, что существовала путаница по основным вопросам определения. [12] ( стр. 121 )

Еще до того, как были применены термины, Джеймс Клерк Максвелл описал несколько видов «движений компонентов», связанных с центробежными регуляторами, используемыми в паровых двигателях, различая те, которые приводят к постоянному увеличению возмущения или амплитуды колебаний, и те, которые приводят к уменьшению того же. [15]

Терминология [ править ]

Термины положительная и отрицательная обратная связь определяются по-разному в разных дисциплинах.

  1. изменение разрыва между эталонными и фактическими значениями параметра в зависимости от того, увеличивается ли разрыв (положительный) или сужается (отрицательный). [11]
  2. валентность от действия или эффекта , который изменяет зазор, на основе , имеет ли он счастливый (положительный) или несчастный (отрицательный) эмоциональный оттенок для получателя или наблюдателя. [16]

Эти два определения могут вызвать путаницу, например, когда стимул (вознаграждение) используется для повышения низкой производительности (сокращения разрыва). Ссылаясь на определение 1, некоторые авторы используют альтернативные термины, заменяя положительный / отрицательный с самоусиливающийся / самокорректирующимся , [17] армирующей / балансировку , [18] Расхождение повышающий / невязки снижения [19] или рекуперативного / дегенеративное [20 ] соответственно. Что касается определения 2, некоторые авторы рекомендуют описывать действие или эффект как положительное / отрицательное подкрепление или наказание, а не как обратную связь. [11] [21]Тем не менее, даже в рамках одной дисциплины пример обратной связи можно назвать положительной или отрицательной, в зависимости от того, как значения измеряются или используются. [22]

Эта путаница может возникнуть из-за того, что обратная связь может использоваться как в информационных, так и в мотивационных целях и часто имеет как качественный, так и количественный компонент. Как выразились Коннеллан и Земке (1993):

Количественная обратная связь говорит нам, сколько и сколько. Качественный отзыв говорит нам, насколько хорошо, плохо или безразлично. [23] ( стр.102 )

Ограничения отрицательных и положительных отзывов [ править ]

Хотя простые системы иногда можно охарактеризовать как один или другой тип, многие системы с контурами обратной связи не так просто обозначить как просто положительные или отрицательные, и это особенно верно, когда присутствует несколько контуров.

Когда есть только две части, соединенные так, что каждая влияет на другую, свойства обратной связи дают важную и полезную информацию о свойствах целого. Но когда количество частей увеличивается до четырех, если каждая влияет на другие три, то через них можно проследить двадцать контуров; а знание свойств всех двадцати схем не дает полной информации о системе. [10] ( стр. 54 )

Другие типы отзывов [ править ]

В общем, системы обратной связи могут иметь много сигналов, возвращаемых обратно, и петля обратной связи часто содержит смеси положительной и отрицательной обратной связи, где положительная и отрицательная обратная связь могут доминировать на разных частотах или в разных точках в пространстве состояний системы.

Термин биполярная обратная связь был придуман для обозначения биологических систем, в которых системы положительной и отрицательной обратной связи могут взаимодействовать, при этом выход одной влияет на вход другой, и наоборот. [24]

Некоторые системы с обратной связью могут иметь очень сложное поведение, такое как хаотическое поведение в нелинейных системах, в то время как другие имеют гораздо более предсказуемое поведение, например, те, которые используются для создания и проектирования цифровых систем.

Обратная связь широко используется в цифровых системах. Например, двоичные счетчики и аналогичные устройства используют обратную связь, в которой текущее состояние и входы используются для вычисления нового состояния, которое затем возвращается и синхронизируется обратно в устройство для его обновления.

Приложения [ править ]

Математика и динамические системы [ править ]

Обратная связь может привести к невероятно сложному поведению. Множество Мандельброта (черное) в пределах непрерывного цветной среды нанесено путем многократного кормления значения обратно с помощью простого уравнения и записи точек на воображаемой плоскости , которые не расходиться

Используя свойства обратной связи, поведение системы можно изменить в соответствии с потребностями приложения; системы могут быть стабильными, отзывчивыми или постоянными. Показано, что динамические системы с обратной связью адаптируются к границе хаоса . [25]

Биология [ править ]

В биологических системах, таких как организмы , экосистемы или биосфера , большинство параметров должны оставаться под контролем в узком диапазоне около определенного оптимального уровня при определенных условиях окружающей среды. Отклонение от оптимального значения контролируемого параметра может быть следствием изменений внутренней и внешней среды. Изменение некоторых условий окружающей среды также может потребовать изменения этого диапазона, чтобы система могла функционировать. Значение поддерживаемого параметра записывается системой приема и передается в модуль регулирования по информационному каналу. Примером этого являются колебания инсулина .

Биологические системы содержат множество типов регуляторных контуров, как положительных, так и отрицательных. Как и в других контекстах, положительные и отрицательные не означают, что обратная связь вызывает хорошие или плохие эффекты. Петля отрицательной обратной связи имеет тенденцию замедлять процесс, тогда как петля положительной обратной связи имеет тенденцию ускорять его. В зеркальных нейронах являются частью системы социальной обратной связи, когда наблюдаемое действие «зеркальный» в мозге , как самостоятельно выполняются действием.

Целостность нормальной ткани сохраняется за счет обратных взаимодействий между различными типами клеток, опосредованных молекулами адгезии, и секретируемыми молекулами, которые действуют как медиаторы; отказ ключевых механизмов обратной связи при раке нарушает функцию тканей. [26] В поврежденной или инфицированной ткани медиаторы воспаления вызывают в клетках реакции обратной связи, которые изменяют экспрессию генов и изменяют группы молекул, экспрессируемых и секретируемых, включая молекулы, которые побуждают различные клетки взаимодействовать и восстанавливать структуру и функцию ткани. Этот тип обратной связи важен, поскольку он обеспечивает координацию иммунных реакций и восстановление после инфекций и травм. Во время рака ключевые элементы этой обратной связи не работают. Это нарушает функцию тканей и иммунитет. [27] [28]

Механизмы обратной связи были впервые выяснены у бактерий, у которых питательное вещество вызывает изменения в некоторых их метаболических функциях. [29] Обратная связь также играет центральную роль в работе генов и генных регуляторных сетей . Репрессор (см. Репрессор Lac ) и белки- активаторы используются для создания генетических оперонов , которые были идентифицированы Франсуа Жакобом и Жаком Моно в 1961 году как петли обратной связи . [30]Эти петли обратной связи могут быть положительными (как в случае связывания между молекулой сахара и белками, которые импортируют сахар в бактериальную клетку) или отрицательными (как это часто бывает при метаболическом потреблении).

В более крупном масштабе обратная связь может иметь стабилизирующий эффект на популяции животных, даже если на нее сильно влияют внешние изменения, хотя временные задержки в ответной реакции могут вызвать циклы хищник-жертва . [31]

В зимологии обратная связь служит регулированием активности фермента его прямым продуктом (ами) или последующим метаболитом (ами) метаболического пути (см. Аллостерическая регуляция ).

Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси в значительной степени контролируется положительной и отрицательной обратной связи, большая часть которых до сих пор неизвестно.

В психологии тело получает стимул из окружающей среды или изнутри, который вызывает выброс гормонов . Затем высвобождение гормонов может вызвать высвобождение большего количества этих гормонов, вызывая петлю положительной обратной связи. Этот цикл также встречается в определенном поведении. Например, «петля стыда» возникает у людей, которые легко краснеют. Когда они понимают, что краснеют, они еще больше смущаются, что приводит к еще большему покраснению и так далее. [32]

Климатология [ править ]

Для климатической системы характерны сильные положительные и отрицательные петли обратной связи между процессами, влияющими на состояние атмосферы, океана и суши. Простым примером является петля положительной обратной связи по альбедо льда и альбедо, при которой тающий снег обнажает более темную почву (с более низким альбедо ), которая, в свою очередь, поглощает тепло и вызывает таяние большего количества снега.

Теория управления [ править ]

Обратная связь широко используется в теории управления с использованием различных методов, включая пространство состояний (элементы управления) , полную обратную связь по состоянию и т. Д. В контексте теории управления «обратная связь» традиционно подразумевает «отрицательную обратную связь». [33]

Наиболее распространенным контроллером общего назначения, использующим механизм обратной связи контура управления, является контроллер пропорционально-интегрально-производной (ПИД). Эвристически параметры ПИД-регулятора можно интерпретировать как соответствующие времени: пропорциональный член зависит от текущей ошибки, интегральный член от накопления прошлых ошибок, а производный член представляет собой предсказание будущей ошибки на основе текущей скорости. изменений. [34]

Образование [ править ]

Для получения обратной связи в образовательном контексте см. « Корректирующая обратная связь» .

Машиностроение [ править ]

В древние времена поплавковый клапан использовался для регулирования потока воды в греческих и римских водяных часах ; подобные поплавковые клапаны используются для регулирования топлива в карбюраторе, а также используются для регулирования уровня воды в баке смывного унитаза .

Голландский изобретатель Корнелиус Дреббель (1572-1633) построил термостаты (c1620) для контроля температуры в инкубаторах для кур и химических печах. В 1745 году мельница была усовершенствована кузнецом Эдмундом Ли, который добавил веер, чтобы мельница была направлена ​​против ветра. В 1787 году Том Мид регулировал скорость вращения ветряной мельницы с помощью центробежного маятника, чтобы отрегулировать расстояние между матовым камнем и беговым камнем (то есть, чтобы отрегулировать нагрузку).

Использование центробежного губернатора по Джеймса Уатта в 1788 году , чтобы регулировать скорость своего парового двигателя был один фактор , приводящий к промышленной революции . В паровых двигателях также используются поплавковые клапаны и клапаны сброса давления в качестве устройств механического регулирования. Математический анализ губернатора Уатта было сделано Джеймсом Максвеллом в 1868. [15]

« Грейт Истерн» был одним из крупнейших пароходов своего времени и использовал паровой руль с механизмом обратной связи, разработанный в 1866 году Джоном Макфарлейном Греем . Джозеф Фаркот придумал слово « сервопривод» в 1873 году для описания систем рулевого управления с паровым приводом. Позже для позиционирования орудий использовались гидравлические сервоприводы. Элмер Амброуз Сперри из Sperry Corporation разработал первый автопилот в 1912 году. Николас Минорский опубликовал теоретический анализ автоматического управления кораблем в 1922 году и описал ПИД-регулятор . [35]

В двигателях внутреннего сгорания конца 20-го века использовались механизмы механической обратной связи, такие как опережение времени вакуума, но механическая обратная связь была заменена электронными системами управления двигателем, когда стали доступны небольшие, надежные и мощные однокристальные микроконтроллеры .

Электронная инженерия [ править ]

Самый простой вид усилителя обратной связи может быть представлен идеальной блок-схемой, состоящей из односторонних элементов . [36]

Использование обратной связи широко распространено при проектировании электронных компонентов, таких как усилители , генераторы и элементы логических схем с отслеживанием состояния, такие как триггеры и счетчики . Электронные системы обратной связи также очень часто используются для управления механическими, тепловыми и другими физическими процессами.

Если сигнал инвертируется на пути к контуру управления, говорят, что система имеет отрицательную обратную связь ; [37] в противном случае обратная связь считается положительной . Отрицательная обратная связь часто преднамеренно вводится для повышения стабильности и точности системы путем исправления или уменьшения влияния нежелательных изменений. Эта схема может выйти из строя, если входные данные изменяются быстрее, чем система может на них реагировать. Когда это происходит, запаздывание в поступлении корректирующего сигнала может привести к чрезмерной коррекции, что приведет к колебаниям или «поиску» выходного сигнала . [38] Хотя этот эффект часто является нежелательным следствием поведения системы, он преднамеренно используется в электронных генераторах.

Гарри Найквист из Bell Labs вывел критерий устойчивости Найквиста для определения устойчивости систем обратной связи. Более простой, но менее общий метод - использовать графики Боде, разработанные Хендриком Боде, для определения запаса по усилению и запаса по фазе . Конструкция, обеспечивающая стабильность, часто включает частотную компенсацию для управления положением полюсов усилителя.

Электронные контуры обратной связи используются для управления выходом электронных устройств, таких как усилители . Цикл обратной связи создается, когда весь выходной сигнал или его часть возвращается на вход. Говорят, что устройство работает с разомкнутым контуром, если не используется обратная связь по выходу, и с замкнутым контуром, если используется обратная связь. [39]

Когда два или более усилителя перекрестно связаны с использованием положительной обратной связи, могут возникнуть сложные поведения. Эти мультивибраторы широко используются и включают:

  • нестабильные схемы, которые действуют как генераторы
  • моностабильные схемы, которые могут быть переведены в состояние и вернутся в стабильное состояние через некоторое время
  • бистабильные схемы, которые имеют два стабильных состояния, между которыми можно переключаться

Отрицательный отзыв [ править ]

Отрицательная обратная связь возникает, когда выходной сигнал обратной связи имеет относительную фазу 180 ° по отношению к входному сигналу (перевернутый). Эту ситуацию иногда называют не в фазе , но этот термин также используется для обозначения других разделений фаз, например, «90 ° не в фазе». Отрицательная обратная связь может использоваться для исправления ошибок вывода или снижения чувствительности системы к нежелательным колебаниям. [40] В усилителях с обратной связью эта коррекция обычно предназначена для уменьшения искажения формы сигнала [ необходима цитата ] или для установления определенного уровня усиления . Общее выражение для усиления усилителя с отрицательной обратной связью - это модель асимптотического усиления .

Положительный отзыв [ править ]

Положительная обратная связь возникает, когда сигнал обратной связи совпадает по фазе с входным сигналом. При определенных условиях усиления положительная обратная связь усиливает входной сигнал до такой степени, что выходной сигнал устройства колеблется между максимальным и минимальным возможным состояниями. Положительная обратная связь также может вызвать гистерезис в цепи. Это может привести к тому, что схема будет игнорировать малые сигналы и реагировать только на большие. Иногда его используют для устранения шума из цифрового сигнала. При некоторых обстоятельствах положительная обратная связь может вызвать фиксацию устройства, т. Е. Достижение состояния, в котором выход заблокирован в своем максимальном или минимальном состоянии. Этот факт очень широко используется в цифровой электронике для создания бистабильных схем для энергозависимого хранения информации.

Громкие визги , что иногда происходит в аудиосистем , систем PA и рок - музыки известны как аудио обратной связи . Если микрофон находится перед громкоговорителем, к которому он подключен, звук, который улавливает микрофон, выходит из динамика, улавливается микрофоном и повторно усиливается. Если петлевое усиление достаточное, возможен вой или визг при максимальной мощности усилителя.

Осциллятор [ править ]

Популярный релаксационный генератор на операционных усилителях .

Электронный генератор представляет собой электронную схему , которая производит периодический, колеблющихся электронный сигнал, часто синусоидальную волну или квадратную волну . [41] [42] Генераторы преобразуют постоянный ток (DC) из источника питания в сигнал переменного тока . Они широко используются во многих электронных устройствах. Общие примеры сигналов, генерируемых генераторами, включают сигналы, передаваемые радио- и телевизионными передатчиками , сигналы часов, которые регулируют компьютеры и кварцевые часы , а также звуки, издаваемые электронными звуковыми сигналами и видеоиграми.. [41]

Осцилляторы часто характеризуются частотой их выходного сигнала:

  • Генератор низкой частоты (LFO) - это электронный генератор, который генерирует частоту ниже ≈20 Гц. Этот термин обычно используется в области синтезаторов звука , чтобы отличить его от генератора звуковой частоты.
  • Звуковой осциллятор производит частоты в звуковом диапазоне от 16 Гц до 20 кГц. [42]
  • Генератор RF генерирует сигналы в диапазоне радиочастот (RF) примерно от 100 кГц до 100 ГГц. [42]

Генераторы, предназначенные для выработки мощного переменного тока на выходе из источника постоянного тока, обычно называются инверторами .

Существует два основных типа электронных осцилляторов: линейный или гармонический осциллятор и нелинейный или релаксационный осциллятор . [42] [43]

Защелки и шлепанцы [ править ]

4-битный счетчик звонков с использованием триггеров D-типа

Защелка или триггер - это схема, которая имеет два стабильных состояния и может использоваться для хранения информации о состоянии. Обычно они конструируются с использованием обратной связи, которая переключается между двумя плечами схемы, чтобы обеспечить состояние схемы. Схема может быть изменена с помощью сигналов, подаваемых на один или несколько входов управления, и будет иметь один или два выхода. Это основной элемент хранения в последовательной логике . Защелки и триггеры являются фундаментальными строительными блоками систем цифровой электроники , используемых в компьютерах, средствах связи и многих других типах систем.

В качестве элементов хранения данных используются защелки и триггеры. Такое хранилище данных может использоваться для хранения состояния , и такая схема описывается как последовательная логика . При использовании в конечном автомате выход и следующее состояние зависят не только от его текущего входа, но и от его текущего состояния (и, следовательно, предыдущих входов). Его также можно использовать для подсчета импульсов и для синхронизации входных сигналов с переменной синхронизацией с некоторым опорным сигналом синхронизации.

Триггеры могут быть простыми (прозрачными или непрозрачными) или синхронизированными (синхронными или с запуском по фронту). Хотя термин триггер исторически относился к простым и синхронизированным схемам, в современном использовании термин триггер обычно используется исключительно для обсуждения синхронизированных схем; простые обычно называются защелками . [44] [45]

Используя эту терминологию, защелка чувствительна к уровню, тогда как триггер чувствителен к краю. То есть, когда защелка включена, она становится прозрачной, в то время как выход триггера изменяется только при одном типе (положительный или отрицательный) фронта тактового сигнала.

Программное обеспечение [ править ]

Циклы обратной связи предоставляют общие механизмы для управления работой, обслуживанием и развитием программного обеспечения и вычислительных систем. [46] Петли обратной связи являются важными моделями в разработке адаптивного программного обеспечения, поскольку они определяют поведение взаимодействий между элементами управления в процессе адаптации, чтобы гарантировать свойства системы во время выполнения. Петли обратной связи и основы теории управления успешно применяются в вычислительных системах. [47] В частности, они применялись при разработке таких продуктов, как сервер IBM Universal Database и IBM Tivoli . С точки зрения программного обеспечения автономныйЦикл (MAPE, мониторинг, анализ, план, выполнение), предложенный исследователями IBM, является еще одним ценным вкладом в применение циклов обратной связи для управления динамическими свойствами, а также проектирования и развития автономных программных систем. [48] [49]

Разработка программного обеспечения [ править ]

Дизайн пользовательского интерфейса [ править ]

Обратная связь также является полезным принципом проектирования пользовательских интерфейсов .

Видеоотзыв [ править ]

Видео обратной связи является видео эквивалента акустической обратной связи . Он включает в себя петлю между входом видеокамеры и видеовыходом, например, телевизионным экраном или монитором . При наведении камеры на дисплей на основе обратной связи создается сложное видеоизображение. [50]

Управление человеческими ресурсами [ править ]

Экономика и финансы [ править ]

Фондовый рынок является примером системы , склонной к колебательному «охоты», управляемой положительной и отрицательной обратной связи в результате когнитивных и эмоциональных факторов , среди участников рынка. Например:

  • Когда акции растут ( бычий рынок ), вера в то, что дальнейший рост вероятен, дает инвесторам стимул покупать (положительная обратная связь - усиление роста, см. Также пузырь фондового рынка и импульсное инвестирование ); но повышенная цена акций и осознание того, что должен быть пик, после которого рынок падает, в конечном итоге отпугивают покупателей (отрицательная обратная связь - стабилизация роста).
  • Когда рынок начинает регулярно падать ( медвежий рынок ), некоторые инвесторы могут ожидать дальнейших убыточных дней и воздерживаться от покупок (положительная обратная связь - усиление падения), но другие могут покупать, потому что акции становятся все более выгодными (отрицательная обратная связь - стабилизация падения, см. также противоположное инвестирование ).

Джордж Сорос использовал слово возвратность , чтобы описать обратную связь на финансовых рынках и разработал инвестиционную теорию , основанную на этом принципе.

Традиционная модель экономического равновесия спроса и предложения поддерживает только идеальную линейную отрицательную обратную связь и подверглась резкой критике со стороны Пола Ормерода в его книге «Смерть экономики» , которая, в свою очередь, подверглась критике со стороны традиционных экономистов. Эта книга была частью изменения точки зрения, поскольку экономисты начали осознавать, что теория хаоса применима к нелинейным системам обратной связи, включая финансовые рынки.

См. Также [ править ]

  • Корректирующая обратная связь
  • Звуковая обратная связь
  • Черный ящик  - система, в которой можно просматривать только входы и выходы, но не ее реализация (см. «Модель эксперимента»)
  • Кибернетика  - Изучение компьютера, как управлять автоматическими процессами и коммуникациями.
  • Вперед
  • Взаимодействие  - вид рукопожатия или общения, которое происходит, когда два или более объекта влияют друг на друга.
  • Сдержанная обратная связь
  • Оптическая обратная связь
  • Извращенный стимул
  • Рекурсия  - процесс самоподобного повторения элементов.
  • Резонанс  - тенденция к колебаниям на определенных частотах
  • Критерий устойчивости
  • Странный цикл  - циклическая структура, проходящая через несколько уровней иерархической системы.
  • Непредвиденные последствия  - результаты целенаправленного действия, которые не были запланированы или предвидены.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Эндрю Форд (2010). «Глава 9: Информационная обратная связь и схемы причинно-следственной связи» . Моделирование окружающей среды . Island Press. стр. 99 и далее . ISBN 9781610914253. В этой главе описаны причинно-следственные диаграммы, отображающие информационную обратную связь, действующую в системе. Слово « причинно-следственная связь» относится к причинно-следственным связям. Слово цикл относится к замкнутой причинно-следственной цепочке, которая создает обратную связь.
  2. Карл Йохан Остром; Ричард М. Мюррей (2008). «§1.1: Что такое обратная связь?» . Системы обратной связи: введение для ученых и инженеров . Издательство Принстонского университета. п. 1. ISBN 9781400828739.Онлайн-версия найдена здесь .
  3. Отто Майр (1989). Власть, свобода и автоматика в Европе раннего Нового времени . Издательство Университета Джона Хопкинса. ISBN 978-0-8018-3939-9.
  4. ^ a b Молони, Джулс (2011). Кинетика проектирования архитектурных фасадов . Рутледж. ISBN 978-0415610346.
  5. ^ Максвелл, Джеймс Клерк (1868). «О губернаторах» . Труды Лондонского королевского общества . 16 : 270–283. DOI : 10.1098 / rspl.1867.0055 . JSTOR 112510 . 
  6. ^ «Раньше ... было необходимо изменить движение роликов, таким образом заставляя материал перемещаться или возвращаться, ...» Г. Х. Коул, «Усовершенствование машин для гофрирования», патент США 55,469 (1866), доступ к которому осуществлен. 23 марта 2012 г.
  7. ^ «Когда цапфа или шпиндель режется ... и каретка собирается вернуться назад, меняя секционную гайку или заусенец на валах винта, оператор хватается за ручку ...» Дж. М. Джей, «Улучшение в Машины для изготовления шпинделей вагонных осей », патент США 47,769 (1865), доступ осуществлен 23 марта 2012 г.
  8. ^ "... насколько это возможно, схема не имеет обратной связи с исследуемой системой". [1] Карл Фердинанд Браун, «Электрические колебания и беспроводной телеграф» , Нобелевская лекция, 11 декабря 1909 года. Проверено 19 марта 2012 года.
  9. ^ а б Стюарт Беннетт (1979). История техники управления, 1800–1930 гг . Стивенидж; Нью-Йорк: Перегринус для Института инженеров-электриков. ISBN 978-0-906048-07-8. [2]
  10. ^ а б У. Росс Эшби (1957). Введение в кибернетику (PDF) . Чепмен и Холл.
  11. ^ a b c Рамапрасад, Аркалгуд (1983). «Об определении обратной связи». Поведенческая наука . 28 : 4–13. DOI : 10.1002 / bs.3830280103 .
  12. ^ а б Дэвид А. Минделл (2002). Между человеком и машиной: обратная связь, управление и вычисления до кибернетики . Балтимор, Мэриленд, США: Издательство Университета Джона Хопкинса. ISBN 9780801868955.
  13. ^ Friis, HT и AGJensen. "Усилители высокой частоты" Bell System Technical Journal 3 (апрель 1924 г.): 181–205.
  14. ^ HS Black, "Стабилизированные усилители обратной связи", Электротехника , т. 53, стр. 114–120, январь 1934 г.
  15. ^ a b Максвелл, Джеймс Клерк (1868). «О губернаторах» (PDF) . Труды Лондонского королевского общества . 16 : 270–283. DOI : 10.1098 / rspl.1867.0055 . S2CID 51751195 .  
  16. ^ Герольд, Дэвид М. и Мартин М. Греллер. "Исследования. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ". Журнал Академии управления 20.1 (1977): 142-147.
  17. ^ Питер М. Сенге (1990). Пятая дисциплина: искусство и практика организации обучения . Нью-Йорк: Даблдей. п. 424. ISBN 978-0-385-26094-7.
  18. ^ Джон Д. Стерман, Бизнес-динамика: системное мышление и моделирование для сложного мира , McGraw Hill / Irwin, 2000. ISBN 978-0-07-238915-9 
  19. ^ Чарльз С. Карвер, Майкл Ф. Шайер: О саморегуляции поведения Cambridge University Press, 2001
  20. ^ Герман Хаус и Ричард Б. Адлер, Теория схем линейных зашумленных сетей , MIT Press, 1959
  21. ^ BF Скиннер, Экспериментальный анализ поведения , американский ученый, Vol. 45, No. 4 (СЕНТЯБРЬ 1957), стр. 343-371.
  22. ^ «Однако после тщательного изучения статистических свойств структурных уравнений члены комитета убедились, что можно иметь значительную петлю положительной обратной связи при использовании стандартизованных оценок и отрицательную петлю при использовании реальных оценок». Ральф Л. Левин, Хирам Э. Фицджеральд. Анализ динамических психологических систем: методы и приложения , ISBN 978-0306437465 (1992) стр. 123 
  23. ^ Томас К. Коннеллан и Рон Земка, «Укрепляющий стучать ваш носки Сервис» AMACOM, 1 июль 1993 г. ISBN 0-8144-7824-7 
  24. ^ Альта Смит; Артуро О'Бирн (2011). «Биполярная обратная связь» . Введение в биорегуляторную медицину . Тиме. п. 6. ISBN 9783131469717.
  25. ^ Wotherspoon, T .; Хублер, А. (2009). «Адаптация к краю хаоса со случайной вейвлет-обратной связью». J. Phys. Chem. . 113 (1): 19–22. Bibcode : 2009JPCA..113 ... 19W . DOI : 10.1021 / jp804420g . PMID 19072712 . 
  26. ^ Vlahopoulos, SA; Cen, O; Hengen, N; Agan, J; Moschovi, M; Critselis, E; Адамаки, М; Bacopoulou, F; Copland, JA; Болдог, I; Карин, М; Chrousos, GP (20 июня 2015 г.). «Динамический аберрантный NF-κB стимулирует туморогенез: новая модель, охватывающая микросреду» . Обзоры цитокинов и факторов роста . 26 (4): 389–403. DOI : 10.1016 / j.cytogfr.2015.06.001 . PMC 4526340 . PMID 26119834 .  
  27. ^ Vlahopoulos, SA (август 2017). «Аберрантный контроль NF-κB при раке допускает транскрипционную и фенотипическую пластичность, сокращая зависимость от ткани хозяина: молекулярный режим» . Биология и медицина рака . 14 (3): 254–270. DOI : 10.20892 / j.issn.2095-3941.2017.0029 . PMC 5570602 . PMID 28884042 .  
  28. Корнеев, К.В. Атретханы, КН; Друцкая, М.С. Гривенников, С.И.; Купраш, ДВ; Недоспасов, С.А. (январь 2017). «TLR-сигнальные и провоспалительные цитокины как драйверы онкогенеза». Цитокин . 89 : 127–135. DOI : 10.1016 / j.cyto.2016.01.021 . PMID 26854213 . 
  29. ^ Sanwal, BD (март 1970). «Аллостерический контроль амфилболических путей у бактерий» . Бактериол. Ред . 34 (1): 20–39. DOI : 10.1128 / MMBR.34.1.20-39.1970 . PMC 378347 . PMID 4315011 .  
  30. ^ Джейкоб, F; Monod, J (июнь 1961 г.). «Генетические регуляторные механизмы в синтезе белков». J Mol Biol . 3 (3): 318–356. DOI : 10.1016 / S0022-2836 (61) 80072-7 . PMID 13718526 . 
  31. ^ CS Холлинг. «Устойчивость и устойчивость экологических систем». Ежегодный обзор экологии и систематики 4: 1-23. 1973
  32. Scheff, Thomas (2 сентября 2009 г.). «Эмоциональный / относительный мир» . Психология сегодня . Проверено 10 июля 2013 года .
  33. ^ «В теории управления существует традиция, согласно которой каждый имеет дело с контуром отрицательной обратной связи, в котором отрицательный знак включается в контур обратной связи ...» AIMees, «Dynamics of Feedback Systems», New York: J. Wiley, c1981. ISBN 0-471-27822-X . стр. 69 
  34. ^ Араки, М., ПИД-регулирование (PDF)
  35. ^ Minorsky, Николас (1922). «Курсовая устойчивость автоматически управляемых кузовов». J. Amer. Soc морских инженеров . 34 (2): 280–309. DOI : 10.1111 / j.1559-3584.1922.tb04958.x .
  36. Вай-Кай Чен (2005). «Глава 13: Общая теория обратной связи» . Анализ схем и теория усилителя обратной связи . 423825181: CRC Press. С. 13–1. ISBN 9781420037272. [В практическом усилителе] прямой тракт не может быть строго односторонним, тракт обратной связи обычно двусторонний, а входные и выходные соединительные схемы часто бывают сложными.CS1 maint: location (link)
  37. ^ Santiram Kal (2009). Базовая электроника: устройства, схемы и основы информационных технологий . PHI Learning Pvt. ООО п. 191. ISBN. 9788120319523. Если сигнал обратной связи уменьшает входной сигнал, т.е. он не совпадает по фазе с входным [сигналом], это называется отрицательной обратной связью.
  38. ^ С механическими устройствами охота может быть достаточно серьезной, чтобы разрушить устройство.
  39. P. Horowitz & W. Hill, The Art of Electronics , Cambridge University Press (1980), глава 3, относящаяся к операционным усилителям.
  40. ^ Для анализа десенсибилизации в изображенной системе см. SK Bhattacharya (2011). «§5.3.1 Влияние обратной связи на изменение параметров» . Линейные системы управления . Pearson Education India. С. 134–135. ISBN 9788131759523. Параметры системы ... могут изменяться ... Основное преимущество использования обратной связи в системах управления - снижение чувствительности системы к изменениям параметров.
  41. ^ a b Снелгроув, Мартин (2011). «Осциллятор» . Энциклопедия науки и техники Макгро-Хилла, 10-е изд., Онлайн-сервис Science Access . Макгроу-Хилл. Архивировано из оригинального 19 июля 2013 года . Проверено 1 марта 2012 года .
  42. ^ а б в г Chattopadhyay, D. (2006). Электроника (основы и приложения) . Нью Эйдж Интернэшнл. С. 224–225. ISBN 978-81-224-1780-7.
  43. ^ Гарг, Ракеш Кумар; Ашиш Диксит; Паван Ядав (2008). Базовая электроника . Брандмауэр Media. п. 280. ISBN 978-8131803028.
  44. ^ Волни A Педрони (2008). Цифровая электроника и дизайн с VHDL . Морган Кауфманн. п. 329. ISBN. 978-0-12-374270-4.
  45. ^ Защелки и шлепки (EE 42/100, лекция 24 из Беркли) «... Иногда термины триггер и защелка используются как синонимы ...»
  46. ^ Х. Гизе; Ю. Брун; JDM Serugendo; К. Гацек; Х. Кинле; Х. Мюллер; М. Пеззе; М. Шоу (2009). «Инженерные самоадаптивные и самоуправляющиеся системы». Springer-Verlag.
  47. ^ JL Hellerstein; Y. Diao; С. Парех; Д.М. Тилбери (2004). Управление вычислительными системами с обратной связью . Джон Вили и сыновья.
  48. ^ JO Kephart; DM Chess (2003). «Видение автономных вычислений».
  49. ^ HA Müller; HM Kienle & U. Stege (2009). «Автономные вычисления: теперь вы это видите, а теперь нет - проектирование и развитие автономных программных систем».
  50. Перейти ↑ Hofstadter, Douglas (2007). Я странная петля . Нью-Йорк: Основные книги. п. 67 . ISBN 978-0-465-03079-8.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Кэти Сален и Эрик Циммерман . Правила игры . MIT Press . 2004. ISBN 0-262-24045-9 . Глава 18: Игры как кибернетические системы. 
  • Коротаев А. , Малков А., Халтурина Д. Введение в социальную макродинамику: вековые циклы и тенденции тысячелетия. Москва: УРСС, 2006. ISBN 5-484-00559-0. 
  • Дейк, Э., Кремер, Д. Д., Малдер, Л. Б., и Стоутен, Дж. "Как мы реагируем на обратную связь при социальных дилеммах?" В Biel, Eek, Garling & Gustafsson, (eds.), New Issues and Paradigms in Research on Social Dilemmas , New York: Springer, 2008.

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с отзывами на Викискладе?