Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Обратная связь

Обратная связь (далее О), обратное воздействие результатов процесса на его протекание или управляемого процесса на управляющий орган. О характеризует системы регулирования и управления в живой природе, обществе и технике. Различают положительную и отрицательную О Если результаты процесса усиливают его, то О является положительной. Когда результаты процесса ослабляют его действие, то имеет место отрицательная О Отрицательная О стабилизирует протекание процессов. Положительная О, напротив, обычно приводит к ускоренному развитию процессов и к колебательным процессам, В сложных системах (например, в социальных, биологических) определение типов О затруднительно, а иногда и невозможно. О классифицируют также в соответствии с природой тел и сред, посредством которых они осуществляются: механическая (например, отрицательная О, осуществляемая центробежным регулятором Уатта в паровой машине); оптическая (например, положительная О, осуществляемая оптическим резонатором в лазере); электрическая и т.д. Иногда О в сложных системах рассматривают как передачу информации о протекании процесса, на основе которой вырабатывается то или иное управляющее воздействие. В этом случае О называют информационной. Понятие О как формы взаимодействия играет важную роль в анализе функционирования и развития сложных систем управления в живой природе и обществе, в раскрытии структуры материального единства мира.

  Л. И. Фрейдин.

  О в системах автоматического регулирования и управления, связь в направлении от выхода к входу рассматриваемого участка основной цепи воздействий (передачи информации). Этим участком может быть как управляемый объект, так и любое звено автоматической системы (либо совокупность звеньев). Основная цепь воздействий — условно выделяемая цепь прохождения сигналов от входа к выходу автоматической системы. О образует путь передачи воздействий в дополнение к основной цепи воздействий или какому-либо ее участку.

  Благодаря О результаты функционирования автоматические системы воздействуют на вход этой же системы или, соответственно, ее части, влияют на характер их функционирования и математическое описание движения. Такие системы с замкнутой цепью воздействий — замкнутые системы управления — характеризуются тем, что для них входными являются как внешние, так и контрольные воздействия, т. е. идущие от управляемого объекта на управляющее устройство.

  Цепь (канал) О может содержать одно или несколько звеньев, осуществляющих преобразование выходного сигнала основной цепи воздействий по заданному алгоритму. Пример цепи О — управляющее устройство (например, автоматический регулятор), получающее в качестве входной величины выходное (действительное) воздействие управляемого объекта и сравнивающее его с предписанным (в соответствии с алгоритмом функционирования) значением. В итоге этого сравнения формируется воздействие управляющего устройства на управляемый объект (см. Регулирование автоматическое). Т. о., объект управления охватывается цепью О в виде управляющего устройства, цепь воздействия замыкается; такая О называется обычно главной.

  О является фундаментальным понятием кибернетики, особенно теории управления и теории информации; О позволяет контролировать и учитывать действительное состояние управляемой системы (т. е., в конечном счете, результаты работы управляющей системы) и вносить соответствующие корректировки в ее алгоритм управления. В технических системах контрольная информация о работе управляемого объекта поступает по цепи О к оператору или автоматическому управляющему устройству.

  Отрицательная О широко используется в замкнутых автоматических системах с целью повышения устойчивости (стабилизации), улучшения переходных процессов, понижения чувствительности и т.п. (под чувствительностью понимается отношение бесконечно малого изменения выходного воздействия к вызвавшему его бесконечно малому входному воздействию). Положительная О усиливает выходное воздействие звена (или системы), приводит к повышению чувствительности и, как правило, к понижению устойчивости (часто к незатухающим и расходящимся колебаниям), ухудшению переходных процессов и динамических свойств и т.п.

  По виду преобразования воздействия в цепи О различают жесткую (статическую), дифференцирующую (гибкую, упругую) и интегрирующую О Жесткая О содержит только пропорциональные звенья и ее выходное воздействие пропорционально входному (как в статике, так и в динамике — в определенном диапазоне частот колебаний). Дифференцирующие связи содержат дифференцирующие звенья (простые, изодромные) и могут быть (исчезающими со временем) или со статизмом. Связи без статизма проявляются только в динамике, так как в их математической модели не участвует входное воздействие, а фигурируют лишь его производные, стремящиеся к нулю с окончанием переходных процессов. В состав интегрирующей О входит интегрирующее звено, накапливающее со временем поступающие воздействия.

  Для систем с О справедливы следующие закономерности. Пропорциональное звено при охвате О остается пропорциональным с новым коэффициентом передачи, увеличенным (против исходного) при положительной и уменьшенным при отрицательной О Статическое звено первого порядка при охвате жесткой отрицательной О остается статическим первого порядка; меняются постоянная времени и коэффициент передачи. Интегрирующее звено при охвате жесткой отрицательной О превращается в статическое, а при охвате изодромной О начинает реагировать и на производную (по времени) входного воздействия. Статическое звено первого порядка при охвате изодромной О также реагирует и на производную (по времени) входного воздействия. При охвате пропорционального звена интегрирующей отрицательной О получается инерционно-дифференцирующее звено. Если при этом исходное пропорциональное звено имеет весьма большой коэффициент передачи (по сравнению с коэффициентом передачи изодромной О), то образующееся звено приближается по своей характеристике к дифференцирующему.

  Лит.: Хэммонд П. Х., Теория обратной связи и ее применения, пер. с англ., М., 1961; Винер Н., Кибернетика, пер. с англ., М., 1958; его же, Кибернетика и общество, пер. с англ., М., 1958; Теория автоматического управления, ч. 1—2, М., 1968—72; Основы автоматического управления, 3 изд., М., 1974.

  М. М. Майзель.

  О в радиоэлектронных устройствах, воздействие сигнала с выхода устройства на его вход. Электрическая цепь, по которой сигнал с выхода устройства подается на вход, называется цепью О Чаще всего устройство можно представить в виде эквивалентной электрической цепи, имеющей две (входную и выходную) пары зажимов, и характеризовать т. н. передаточной функцией, или функцией передачи, определяемой отношением напряжения или тока на выходной паре зажимов к напряжению или току на входной паре зажимов. Функция передачи c устройства с О может быть определена из формулы:



  где 0 — функция передачи устройства без О; b — функция цепи О; bF0 — петлевое усиление; 1 — bF0 — глубина О

  Классификация О О классифицируют главным образом по виду функции передачи цепи О и соотношению функций передачи цепи О и самого устройства, по характеру цепи О, по способу подключения цепи О ко входу и выходу устройства.

  Различают линейную и нелинейную О в зависимости от того, линейна или нелинейна функция передачи цепи О Если bF0 — действительное число и > 0, О является положительной; если bF0 — действительное число и < 0, О является отрицательной. При гармоническом входном колебании характер и глубина О могут оказаться различными при разных частотах этого колебания. Такую О называют частотно-зависимой. Она может быть положительной при одной частоте, когда фазы колебаний, которые подаются на вход устройства с выхода цепи О и извне, совпадают (разность фаз Dj = 0°), и отрицательной при др. частоте, когда они противоположны. При частоте, на которой Dj не равна 0° или 180°, функция передачи цепи О представляет собой комплексное число; такая О называют комплексной. При Dj, равной 90°, О называют иногда (чисто) реактивной. Если цепь комплексной О содержит линию задержки, т. е. если Dj приблизительно пропорциональна частоте колебаний, О называется запаздывающей.

  Если О осуществляют подключением к устройству дополнительных цепей, то она называется внешней; если О обусловливается физическими явлениями в самих электронных приборах, используемых в устройстве, то она называется внутренней. Если внешняя цепь О возникла непреднамеренно. то О называется паразитной.

  По способу подключения цепей О ко входу и выходу устройства различают последовательную и параллельную О, если выход цепи О подключен последовательно (рис. 1, а, б) или параллельно (рис. 1, б, г) источнику сигнала, и смешанную (комбинированную) по входу, если подключение цепей О к источнику сигнала последовательно-параллельное. Различают также О по напряжению и по току, если напряжение или ток на входе цепи О пропорциональны соответственно напряжению на нагрузочном сопротивлении (рис. 1, б, г) или току в нем (рис. 1, а, в), и О смешанную (комбинированную) по выходу, если подключение цепей О к нагрузочному (выходному) сопротивлению последовательно-параллельное. О, при которой с выхода на вход устройства передаются только помехи и искажения сигнала, возникающие в устройстве, наз. балансной.

  Свойства и применение обратной связи. В устройстве с положительной О при петлевом усилении ≥ 1 могут возникнуть автоколебания, что и используют в различного рода генераторах электрических колебаний. Положительные О с bF0 < 1 применяют для усиления некоторых свойств устройства, например для увеличения селективности и чувствительности радиоприемника при регенеративном приеме. Важнейшим свойством отрицательной О является то, что она приближает функцию передачи устройства к функции, обратной функции передачи цепи О, и тем сильнее, чем больше глубина О Поэтому ее применяют главным образом для стабилизации параметров устройства (например, коэффициент усиления усилителя электрических колебаний) и уменьшения возникающих в нем нелинейных искажений (в 1 — bF0 раз). Кроме функции передачи, О изменяет входную и выходную реакции устройства с О Отрицательная параллельная (последовательная) О по напряжению (току) уменьшает (увеличивает) соответственно входное и выходное сопротивление устройства с О Положительная О ведет себя противоположным образом. Комплексную частотно-зависимую О применяют для создания т. н. активных электрических фильтров. Она также позволяет реализовать в электрических и радиотехнических устройствах элементы электрических цепей, не существующие в виде физических приборов, например элементы с отрицательной емкостью и с отрицательной индуктивностью, гиратор (преобразователь полного сопротивления, например емкостного в индуктивное) на любую рабочую частоту и элементы с электрически управляемыми параметрами (например, в виде реактивной лампы). Иногда такая О используется для нейтрализации нежелательной внутренней О в электронных приборах.

  В одном устройстве нередко применяют одновременно несколько цепей О различного характера. В качестве примера можно привести ламповый усилитель (рис. 2) с комплексной частотно-зависимой параллельной О по напряжению, реализуемой взаимной индуктивностью (т. н. трансформаторная О), и отрицательной последовательной О по току, осуществляемой резистором. На частоте, равной резонансной частоте колебательного контура, трансформаторная О становится положительной. Если ее петлевое усиление < 1 (с учетом действия отрицательной О. с), то все устройство работает как регенеративный усилитель, в котором отрицательная О стабилизирует глубину положит. О и тем самым стабилизирует коэффициент усиления и полосу пропускания усилителя. Если же петлевое усиление ≥ 1, то устройство работает как генератор электрических колебаний, в котором отрицательная О ограничивает ток через электронную лампу и улучшает форму колебаний на выходе, приближая ее к синусоидальной.

  Лит.: Брауде Г. В., Коррекция телевизионных и импульсных сигналов, Сб. ст., М., 1967; Цыкин Г. С., Усилительные устройства, 4 изд., М., 1971.

  Л. И. Фрейдин.

  О в биологии. Существование систем регулирования с О прослеживается на всех уровнях организации живого — от молекулярного до популяционного и биоценотического. Особенно значителен вклад этого механизма в автоматическое поддержание постоянства внутренних сред организма — гомеостаза, в деятельность генетического аппарата, эндокринной и нервной систем.

  Представления о регулировании по принципу О появились в биологии давно. Уже первая гипотеза о рефлекторных реакциях (Р. Декарт, 17 в., Й. Прохаска, 18 в.) содержала предпосылки этого принципа. В более четкой форме эти представления были развиты в работах Ч. Белла, И. М. Сеченова и И. П. Павлова, а позже — в 30—40-х гг. 20 в. Н. А. Бернштейном и П. К. Анохиным. В наиболее полном и близком к современному его пониманию виде принцип О (отрицательной) — как общий принцип для всех живых систем — был сформулирован русским физиологом Н. А. Беловым (1912—24) под названием "параллельно-перекрестного взаимодействия" и экспериментально изучен на эндокринных органах М. М. Завадовским, назвавшим его "плюс — минус взаимодействием". Белов показал, что отрицательная О — общий принцип, обеспечивающий тенденцию к равновесию в любых (не только живых) системах, но, как и Завадовский, считал, что в живых системах невозможно существование положительных О Советским ученым А. А. Малиновским было показано наличие в живых системах всех типов О и сформулированы различия их приспособительского значения (1945—60). За рубежом О в биологии начали широко исследовать после появления в 1948 книги Н. Винера "Кибернетика". В СССР в 50—60-х гг. 20 в. И. И. Шмальгаузен успешно применил представление об О в популяционной генетике.

  В живых системах следует различать О типа взаимной стимуляции (положительная О) или подавления в ответ на стимуляцию (отрицательная О), поддающиеся хотя бы приближенной количественнной оценке, и качественно сложные О, когда, например в онтогенезе, один орган способствует дифференцировке другого, а последний, на новом этапе, определяет качественно развитие первого. Общие принципы О сформулированы в основном для отношений первого типа. Отрицательная О обеспечивает поддержание системы в устойчивом равновесии, т.к. увеличение воздействия управляющего органа на объект (регулируемый орган, систему, процесс) вызывает противоположное воздействие объекта на управляющий орган. Физиологический смысл отрицательной О заключается в том, что увеличение регулируемой величины (например, активности органа) сверх некоего предела вызывает понижающее воздействие со стороны сопряженной с нею подсистемы; резкое уменьшение регулируемой величины обусловливает противоположное воздействие. При положительной О информация об увеличении регулируемой величины вызывает в связанной с нею подсистеме реакцию, обеспечивающую дальнейшее увеличение этой величины. У высокоорганизованных животных деятельность центральной нервной системы в норме всегда включает как необходимое условие наличие О Так, любое действие животного, например погоня за добычей, сопровождается импульсами, поступающими от центральной нервной системы к мышцам (бег, схватывание добычи), и обратными сигналами от органов чувств (зрение, проприорецепторы и др.), позволяющими учитывать результаты усилий и корректировать их в связи с ходом событий.

  Саморегуляция процессов жизнедеятельности также обусловлена О Так, подъем артериального давления выше нормы воспринимается специальными рецепторами (например, барорецепторами каротидного синуса), которые сигнализируют об этом в вазомоторные центры нервной системы. Это приводит к возникновению центробежных импульсов, ведущих к снижению давления (см. Кровообращение). Подобный процесс — пример отрицательной О, наиболее часто наблюдаемой в стабильных живых системах. Большинство регуляторных систем животных и растительных организмов работает по этому принципу. Положительная О преобладают в период эмбрионального развития.

  Многие процессы в экологии, например регуляция динамики популяций, также основаны на положительной и отрицательной О Так, особый случай отрицательной О представляет собой рассмотренная итальянским математиком В. Вольтерра система хищник — жертва. Увеличение численности жертв способствует усиленному размножению хищников, а рост численности последних, напротив, — снижению численности жертв. Хотя таким образом равновесие и поддерживается в природе, по благодаря запозданию в размножении животных оно приобретает форму волн жизни — широких колебаний численности животных вокруг среднего уровня.

  На молекулярном уровне по принципу О регулируется огромное число ферментативных реакций, одновременно протекающих в живой клетке. Координация этой сложной взаимосвязанной системы осуществляется путем изменения активности ферментов (отрицательную О осуществляют ингибиторы, положительную — стимуляторы) или скорости их синтеза (О осуществляют эффекторы; см. Оперон).

  Комбинации положительных и отрицательных О обусловливают альтернативную смену физиологических состояний (например, сон — бодрствование). Изучение кривой развития патологических процессов неинфекционного характера (трофические язвы, гипертония, маниакально-депрессивный психоз, эпилепсия и т.д.) позволяет, исходя из результата, определить наиболее вероятный тип О, лежащий в основе заболевания, и ограничить изучение его этиологии и патогенеза механизмами определенной категории. Живые объекты как наиболее совершенные саморегулирующиеся системы богаты различными типами О; изучение последних — весьма продуктивно для исследования биологических явлений и установления их специфичности.

  Лит.: Малиновский А. А., Типы управляющих биологических систем и их приспособительное значение, в сборнике: Проблемы кибернетики, № 4, М., 1961, с. 151—181; Регуляторные механизмы клетки, пер. с англ., М., 1964; Петрушенко Л.А., Принцип обратной связи, М., 1967: Винер Н., Кибернетика или управление и связь в животном и машине, пер. с англ., М., 1968; Шмальгаузен И. И., Кибернетические вопросы биологии, Новосибирск, 1968.

  А. А. Малиновский.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 02.03.2021 23:30:42
23:18 МИД России призвал США не играть с огнем после ввода новых санкций
23:15 Саркози отказался участвовать в президентских выборах
23:12 В МВД Украины ответили на планы ввести санкции против Порошенко
22:54 Фигуранты дела Скрипалей попали под санкции из-за Навального
22:53 Украинский депутат отвел 200 лет на вакцинацию граждан от коронавируса
22:49 СК проверит TikTok на предмет призывов к суициду
22:48 Гол Бэйла признан лучшим в туре АПЛ
22:34 В Минздраве назвали сроки окончания пандемии коронавируса
22:34 В правительстве отвергли проект о снижении пенсионного возраста
Больше новостей
СегодняРоссия «Ну вы меня понимаете»Михаилу Горбачеву 90 лет. Что он говорил о США, перестройке, Ельцине и Иисусе Христе
СегодняЭкономика Найдется всеВ России объявили войну неплательщикам налогов. Теперь россияне заплатят даже за чужие долги
СегодняКультура Мама, анархияНастоящий шедевр, похмелье по юности и робот-любовник: как начался Берлинский фестиваль
20:22 Полиции в США запретили докладывать об употреблении детьми алкоголя и марихуаны
22:13 Осужденный из-за коррупции Саркози задумал обжаловать приговор в ЕСПЧ
22:26 Обнародованы детали проведения ОГЭ в 2021 году
СегодняИнтернет и СМИ «Все только и делают, что хвалят себя»Маск зовет на разговор Путина, Соловьева банят биониклы: что не так с нашумевшей соцсетью Clubhouse?
СегодняЦенности «Почему я не сделала этого раньше?»Канье Уэст и Ким Кардашьян разводятся после семи лет брака. Как они будут делить нажитые миллионы?
22:01 Российские частные ясли остались без отопления, света и воды из-за долгов
19:23 Воспитанник российского детдома рассказал об издевательствах
22:10 В Европе возобновился рост заболеваемости COVID-19
1 марта 2021Мир Суд отправил Николя Саркози в тюрьму за коррупциюБывший президент Франции за подкуп судьи проведет год за решеткой
СегодняРоссия «Миллион на операцию мне самой не заработать»Только срочная операция вернет Сашу к нормальной жизни. Ей нужна ваша помощь
21:47 У Акинфеева родился третий ребенок
18:50 Родственник Кадырова в 30 лет стал мэром Грозного
21:58 Оценена вероятность открытия новых стран для российских туристов весной
1 марта 2021Культура Во славу КазахстанаБорат, кринж и Zoom: как прошла самая странная в истории церемония вручения «Золотых глобусов»
1 марта 2021Россия Что изменится в жизни россиян с 1 мартаНовые правила выдачи пособий, выезда за границу и продажи товаров: главное о переменах в стране
21:41 В Санкт-Петербурге нашли труп младенца в пакете
21:40 На Украине предупредили об опасности легализации марихуаны
21:28 В США рассказали об опасности новых штаммов коронавируса
1 марта 2021Силовые структуры «Прибыль делят смотрящие и надзиратели»Заключенные крадут у россиян миллиарды прямо из тюрем. Как устроен этот бизнес?
28 февраля 2021Ценности «Мы были принципиально неверны друг другу»Как советская школьница сбежала в США, стала моделью и вышла замуж за знаменитого писателя
18:30 Названы лучшие игроки тура АПЛ
18:25 Лукашенко высказался о российских военных самолетах в Белоруссии
21:22 В Германии предложили облегчить визовый режим с Россией
1 марта 2021Спорт «Я была в шоке: думала, это конец»Триумф Валиевой, слезы Косторной, ликование Туктамышевой. Чем запомнится финал Кубка России?
1 марта 2021Путешествия «Господи, как же сложно!»Дикие условия, заледеневшие водопады и мороз: зачем туристам ехать на зимний Алтай
21:17 США выведут космическое сотрудничество с Россией из-под санкций
21:08 Жилью в Сочи предрекли резкое подорожание
21:00 Пьяных туристов унесло в открытое море на надувном матрасе
28 февраля 2021Мир От рассвета до заката60 лет назад в США чернокожим запрещали ночевать в городках на Юге. Что изменилось за эти годы?
1 марта 2021Бывший СССР «У них свои интересы и цели»Грузию вновь охватили протесты. После ареста лидера оппозиции его сторонники требуют смены власти
21:04 Свекровь пренебрегла просьбой невесты в выборе наряда на свадьбу и обидела ее
20:58 Австрия начала переговоры с Россией по поводу поставок «Спутника V»
20:54 Умер основатель группы The Wailers
Сегодня Забытые и малоизвестные Toyota: они вас поразятВездеход круче «Крузака», отчаянное ретро, среднемоторный суперкар и другие редкие Тойоты
28 февраля 2021Силовые структуры «Я отказалась стать украшением для начальника»Самую красивую сотрудницу Росгвардии уволили после 11 лет службы. Ее травили завистливые коллеги
20:50 Диетолог назвала максимальную дозу шоколада в день
20:42 Жена Мамаева обвинила футболиста в измене и показала фото его любовницы
20:34 Белорусская оппозиция попросит заблокировать счета госбанков за рубежом
28 февраля 2021Культура «Он стал мужчиной-любоголиком, дамским угодником, ходоком»История россиянина, который пытался купить любовь, но не нашел ее и стал клиентом психотерапевта
1 марта 2021Культура Без вены виноватаяГероин для поп-звезды, новые супергерои Marvel и ЛГБТ-школьники: главные сериалы марта
20:37 Стали известны подробности проведения ЕГЭ в 2021 году
20:32 США обнародовали список попавших под санкции россиян
20:33 Яровая нажаловалась Бастрыкину на TikTok
27 февраля 2021 Метаморфозы жизниЛюди и звери, красоты и ужасы: 2020 год глазами лучших фотографов
28 февраля 2021Из жизни Сокровища народного генералаКак тысячи людей искали выдуманный клад легендарного революционера и кто смог на этом нажиться
20:20 Женщина приехала в аэропорт заранее и выиграла более 20 миллионов рублей
20:26 Иностранцы заподозрили двойное куриное яйцо в связях с Россией
20:17 В Пермском крае жестоко убиты женщина и двое детей
27 февраля 2021Культура От блюза до «абъюза»Земфира выпустила первый альбом за восемь лет. Каким он получился?
27 февраля 2021 «Даже Гитлер не нашел это место на карте»Самогон из молока, шаманы и сухой закон: как живет самый бедный регион России?
20:19 Российские коммунальщики сделали ремонт и превратили подъезд в ледяную пещеру
20:04 Создатель «Новичка» заявил о «запиханных в Навального» по пути в Германию веществах
20:15 У неандертальцев раскрыли неожиданную способность
27 февраля 2021Бывший СССР «Он не может принимать адекватные решения»В Армении армия пошла против Пашиняна из-за его слов об «Искандерах». У премьера не осталось союзников
24 февраля 2021 Партнерский материал«Ты захочешь остаться здесь навсегда»Зумер-небоскреб, любимое место Тимати и цифровой квартал: чем поражает премиальное московское жилье
19:59 Настоятельница бросила церковь ради титула обладательницы самых красивых ягодиц
19:57 Зеленский пообещал привить от коронавируса всех желающих до конца года
19:54 Переехавший в Россию француз рассказал об отсутствии у русских страха смерти
19:47 Более 40 человек умерли после прививки от коронавируса в Австрии
19:46 Чемпиона московской Олимпиады нашли мертвым
19:40 В деле обвиняемого в госизмене Ивана Сафронова появился секретный свидетель
19:43 Разработчик «Новичка» оценил выводы разведки США об инциденте с Навальным
19:24 Ведущим «Дома-2» придумали новое шоу
19:31 Названы главные профессии будущего
19:22 Украинцы устроили акцию у представительства ЕС из-за блокировки телеканалов
19:27 Отдохнувшая в Сочи россиянка рассказала о смешанных чувствах после отпуска
19:21 Европейский бренд впечатлился Россией и напечатал гимн СССР на одежде
19:03 Назван неожиданный минус от восстановления экономики после пандемии
18:43 Телеведущая пожаловалась на рубцы на коже из-за алкоголя
19:13 В ЕС назвали инициатора антироссийских санкций из-за Навального
19:11 Рогозин прокомментировал кражу секретной электроники с Байконура
19:06 Названы самые надежные смартфоны
18:54 Норвежская лыжница обошла Лазутину по количеству золотых наград на ЧМ