觸頭材料
[拼音]:fan kui
[英文]:feedback
系統功能作用的結果反過來對系統功能特性的影響。系統的功能是通過系統的輸入(環境對系統的作用)和輸出(系統對環境的作用)關係表現出來的。在反饋過程中,系統的輸出通過環境反過來作用於系統本身並構成輸入的一部分,結果使系統的輸出受到影響,形成閉合的迴路。這種迴路稱為反饋迴路。系統具有相對性(即層次性)。從由系統和環境組成的更大的系統來看,反饋是系統組成部分間相互作用的一種形式。這種相互作用構成系統結構上的閉合因果鏈。反饋分為正反饋和負反饋。反饋如能增強系統功能作用的結果,則稱為正反饋。減弱系統功能作用結果的反饋稱為負反饋。
18世紀J.瓦特設計的蒸汽機離心調速器利用了負反饋原理。在該裝置中,當轉速過高時,離心球上升引起汽閥關小,從而使轉速降低並保持在一定範圍內。這是早期利用反饋原理解決重大技術問題的著名例子。1868年J.C.麥克斯韋發表了對離心調速器進行理論分析的論文。1927年布萊克首先用反饋概念說明電子放大器輸出訊號經變換後送回輸入端的電路原理。其後H.奈奎斯特、波德等人建立了反饋放大器理論。1948年N.維納在《控制論》一書中把反饋歸結為資訊的傳遞和返回過程,並指出它廣泛存在於有目的行為之中。
正反饋可用以提高放大器的放大倍數和對頻率的選擇性,還可使系統發生自激振盪和用於產生有用的訊號波形。負反饋則可用以提高穩定性、改善輸出的保真度和加寬通頻帶。任何資訊的加工和傳遞過程都帶來一定的時間滯後或相移。訊號的相移或滯後還與訊號頻率有關,導致反饋傾向正或負反饋的程度隨訊號頻率變化。因此,判斷反饋系統的穩定性時應考察它的整個頻率響應特性。
在控制系統中,常用輸出相對預期結果的偏差構成反饋來修正輸入作用,以達到消除偏差的目的。由於系統中存在反饋迴路,這類系統稱為反饋控制系統或閉環控制系統。反饋控制是自動控制中廣泛採用的基本控制方式。設計良好的反饋控制除能消除誤差和保證穩定性外,還可以加寬系統通頻帶改進過渡過程,增強系統對隨機干擾、環境變化、系統部件特性或引數不準確等偶然情況變化的適應性。反饋還可用以實現對控制系統的解耦、極點配置、動態優化等更復雜的設計要求。
設計高階的控制系統需要採用更復雜的反饋結構。在適應控制系統中,除設定常規反饋控制迴路外還設定自調整反饋迴路,它可以從系統的輸出檢測環境和物件特性的變化並據以對常規的控制器進行調整,以保證系統良好的效能。在多級遞階大系統的分散控制中,除了各子系統自身的反饋控制迴路外,還有各個層次上子系統之間的資訊傳遞、反饋,用以協調、修正子系統的行動,達到全域性的優化。
生物體中有著許多比工程系統更復雜的反饋控制過程。它們可使體溫、血壓、濃度等各種生理引數保持衡定,可以通過視覺、聽覺、觸覺等取得關於環境知識和動作偏差的資訊,實現反饋控制以完成快速而準確的動作。許多生理控制過程須由大腦進行復雜的資訊處理並通過多級遞階控制過程來實現,常常具有記憶、學習的功能和多變的適應能力。
社會經濟系統是包含人類活動的複雜系統。在商品市場中供求偏差對生產的調節是一種反饋過程。多級管理結構是社會中最普遍的組織形式,其中各級決策人都要根據關於環境和其他人反應行為的資訊來調整自己的策略,從而形成許多層次交錯的反饋迴路。對這些複雜反饋過程的研究有很大的理論和現實的意義。