Содержание
Обратная связь в системе.
Понятие "связь" входит в любое определение системы и обеспечивает возникновение и сохранение целостности ее свойств. Это понятие одновременно характеризует и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.
Однако довольно трудно дать определение этому почти очевидному понятию — существуют десятки определений. В одних случаях связь — это "процесс …", в других — "подсистема (элемент) …" [1д]. Можно говорить, что "связь" — это отдельный элемент и в этом есть некоторый смысл, поскольку иногда канал связи имеет материальное воплощение со своими статическими и динамическими свойствами.
Самое простое определение звучит так:
связи — это то, что объединяет элементы в целое.
Рассмотрим более глубокое определение.
Отношение взаимной зависимости, обусловленности, общности между элементами системы, которое может быть механическим (обмен усилиями), трофическим (обмен энергией) и сигналами (обмен информацией), называется связью(взаимосвязью) элементов.
Предполагается, что связи существуют между всеми системными элементами, между системами и подсистемами. Если между элементами существует зависимость, то, следовательно, между ними имеется связь.
Связями первого порядка называются связи, функционально необходимые друг другу. Дополнительные связи называются связями второго порядка. Если они присутствуют, то в значительной степени улучшают действие системы (проявление эффекта синергии), но не являются функционально необходимыми. Излишние или противоречивые связи называются связями третьего порядка. Иногда связь определяют как ограничение свободы элементов. Действительно, элементы, вступая в связь друг с другом, утрачивают часть своих свойств, которыми они потенциально обладали в свободном состоянии.
Существуют несколько классификаций связей. Связи можно охарактеризовать направлением, силой, характером (видом) По первому признаку связи делятся на направленные и ненаправленные. По второму — на сильные и слабые. По характеру (виду) различают связи подчинения, связи порождения (генетические), равноправные (безразличные), связи управления.
Для кибернетических моделей систем, в которых связи условно считаются однонаправленными, более адекватным является такое определение.
Связь — это способ взаимодействия входов и выходов элементов.
В свете такого определения связи делятся на прямые и обратные (рис. 7).
Прямой называется связь между выходом одного элемента и входом другого, обратной— связь между выходом и входом одного и того же объекта.
Причем обратная связь может быть осуществлена непосредственно (рис. 7,б) или при помощи других элементов системы (рис. 7, в)
|
Различают положительную (усиливающую) и отрицательную (уравновешивающую) обратные связи. Если ограничиться только внешними причинами изменения выхода, то можно остановиться на таких определениях.
Обратная связь, уменьшающая влияние входного воздействия на выходную величину, называется отрицательной, а увеличивающая это влияние — положительной.
В общем случае
положительная (усиливающая) обратная связь усиливает тенденцию изменения выхода системы, а отрицательная(уравновешивающая) — ее уменьшает.
Таким образом, отрицательная обратная связь способствует восстановлению равновесия в системе, нарушенного внешним воздействием или некими внутренними причинами, а положительная — усиливает отклонение от равновесного состояния по сравнению с его величиной в системе без такой обратной связи.
Примеры. Положительная обратная связь. На входе — вклад в банке, на выходе-сумма денег на счету. Если положить в банк 1000 руб. под 10 % годовых, то через год на счету будет 1100 руб., через 2 года — 1210 руб. и т. д. Если взять в кредит в банке 1000 руб. под 10 % годовых, то через год на счету будет 1100 руб. долга, через 2 года — 1210 руб. и т. д.
Обратная связь является основой саморегуляции, развития системы, приспособления ее к меняющимся условиям существования. Весь наш жизненный опыт состоит из циклов обратной связи.
Примеры положительной обратной связи: раковое заболевание, рост живых клеток, накопление знаний, распространение слухов, уверенность в себе, эпидемия, ядерная реакция, паника, рост коралловых рифов.
Примеры отрицательной обратной связи: воздушный кондиционер, температура тела, процентное содержание сахара в крови, кровяное давление, выздоровление, езда на велосипеде, хищники и жертвы, спрос и предложение на рынке, регулирование ассортимента.
Имеется любопытная разновидность обратной связи — так называемая упреждающая связь (feedforward). В этом случае будущее оказывает влияние на настоящее. Например, если вы ожидаете провал, то, скорее всего, его и получите. И наоборот, если вы настраиваетесь на успех, ваша энергия и оптимизм помогают вам и повышают ваши шансы.
Наши ожидания и тревоги, опасения и надежды способствуют формированию именно того будущего, которое мы себе представляем.
Упреждающая связь создает так называемые самоосуществляющиеся пророчества. Примером является ситуация с ожиданием дефицита. Люди верят в пророчества и поступают в соответствии с ними. Наше будущее строят наши убеждения.
Особенность упреждающей связи состоит в том, что усилия, которые направлены на то, чтобы избежать нежелательных событий, как раз к ним и приводят. В качестве примеров можно привести механизм бессонницы или парадокс-пожелание: "Будьте непринужденны!"
Усиливающая обратная связь возникает, когда первоначальное изменение усиливается последующими. Другими словами, "следствие" изменения усиливает его "причину", которая в свою очередь увеличивает изменение. В результате система начинает с нарастающей скоростью удаляться от первоначального состояния.
Это может привести к усиливающей упреждающей связи, которая возникает тогда, когда сам факт прогноза отталкивает систему от прогнозируемого состояния, и прогноз оказывается самоупраздняемым пророчеством.
Уравновешивающая обратная связь возникает, когда изменения в системе нейтрализуют первоначальное изменение и ослабляют его последствия Другими словами, "следствие" изменения противоположно его "причине". Система приходит к устойчивому состоянию — к достижению своей "цели".
Уравновешивающая упреждающая связь возникает, когда ожидание изменения подталкивает систему к прогнозируемому состоянию, и прогноз оказывается самоосуществляющимся пророчеством.
Предыдущая12345678910111213141516Следующая
Дата добавления: 2015-12-01; просмотров: 2175;
ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:
Обратная связь. Положительная и отрицательная обратная связь.
Как Вы знаете или не знаете или не помните, любая система может быть представлена, как черный ящик. Концепция обратной связи предполагает, что изменение Выходного сигнала одного черного ящика через некоторую передаточную функцию второго черного ящика передается на Вход первого.
Как один из вариантов реализации — весь Выходной сигнал первого черного ящика подается (добавляется, вычитается, мультплицирует, делит и т.д.) на его же Вход — заметьте, что "весь сигнал" это тоже всего лишь изменение сигнала по отношению к нулевому уровню выхода.
Сперва рассмотрим Отрицательную Обратную Связь (ООС).
Обратная связь
Почему? Да потому, что это и есть основной метод регулирования заданного параметра. Под ООС понимают такую обратную связь, при которой изменение выходного сигнала передается на вход черного ящика таким образом, чтобы подавить (компенсировать) это изменение. Т.е. отрицательная обратная связь "держит" выходной параметр неизменным. Очень важными параметрами обратной связи, даже при правильном выборе передаточной функции являются
- скорость реакции на изменение выходного сигнала (временная задержка) — если этот параметр выбран неверно, то либо система входит в режим автоколебаний (слишком маленькое время реакции), либо регулирование не успевает за процессом (слишком большое время реакции).
- чувствительность системы к изменению выходного сигнала — если этот параметр выбран неверно, то либо система входит в режим автоколебаний (слишком высокая чувствительность), либо регулирование не успевает за процессом (слишком низкая чувствительность).
- предумотренная возможность изменения параметров передаточной функции для задач в которых требуется еще и внешнее регулирование уровня выходного сигнала ( управление выходом) ! заметим, что если мы хотим изменить уровень поддержки постоянного выходного сигнала (регулировать выход системы извне), то задачи поддержания стабильности нового сигнала никуда не исчезают!
- Пример ООС 1: Черный ящик "Налоговая инспекция". Время сдачи отчета. Охранник осуществляет отрицательную обратную связь выходного параметра "количество посетителей внутри" с парметром "входящие посетители" открывая и закрывая дверь и ругаясь.
- Пример ООС 2: В системе водоснабжения города постоянным параметром для регулирования с помощью ООС является давление. При повышенном водоразборе (утром, вечером) давление падает и при этом система автоматизции повышает производительность насосной станции. Когда водоразбор падет (ночь) — давление повышается и производительность насосов принудительно снижается.
Посмотрим теперь на Положительную Обратную Связь (ПОС). Под ПОС понимают такую обратную связь, при которой изменение выходного сигнала передается на вход черного ящика таким образом, чтобы усилить (увеличить) это изменение. Т.е. положительная обратная связь "разгоняет" изменение выходного параметра. Из практических общеинженерных применений ПОС следует выделить использование выходного сигнала с временной задержкой для возбуждения системы. Огромное количество электротехнических решений (усилители, автоколебательные системы, генераторы сигналов) базируется именно на явлении ПОС.
- Пример ПОС 1: Фонящий микрофон (микрофон установленный недалеко от колонок) сигнал колонок>микрофон>усилитель>сигнал колонок>микрофон.
- Пример ПОС 2: Устранение "дребезга контактов" или "влияния шумов срабатывания". Система после срабатывания на некоторое время выключается, но сигнал срабатывания после предустановленной задержки взводит систему опять в рабочее состояние.
! заметим, что и пошаговое регулирование и непрерывное регулирование прекрасно вписываются в концепцию обратной связи!
Механизм обратной связи – система, которая используется организмом для контроля некоторых функций и поддержания состояния постоянства организма. Механизм обратной связи использует один из продуктов пути обмена веществ, обычно конечный продукт, для контроля активности пути обмена веществ и регуляции количества этого продукта. Обратная связь может быть отрицательной и положительной.
Обратная связь в системе.
Механизм обратной связи – система, которая используется организмом для контроля некоторых функций и поддержания состояния постоянства организма. Механизм обратной связи использует один из продуктов пути обмена веществ, обычно конечный продукт, для контроля активности пути обмена веществ и регуляции количества этого продукта. Обратная связь может быть отрицательной и положительной.
Для понимания механизма отрицательной обратной связи, представьте, как кондиционер в доме контролирует температуру. Предположим, что мы установили термостату нужную температуру в 23 градуса (=конечный «продукт»). Когда температура падает ниже заданной точки, система обратной связи сигнализирует нагревателю и кондиционер начинает выпускать теплый воздух, согревая помещение. Когда же температура достигнет 23 градусов, система перестанет нагревать воздух. Таким образом, получая сигнал достижения нужного результата, система останавливает некий процесс. Механизм отрицательной обратной связи используется в организме очень широко. Например, при снижении уровня гормонов щитовидной железы, происходит стимуляция гипоталамо-гипофизарной системы. Гипофиз под влиянием гипоталамуса начинает вырабатывать больше гормона ТТГ, который стимулирует щитовидную железу. Аналогично работает механизм обратной связи между яичниками и гипофизом: при высоком уровне овариальных гормонов уровень гормонов гипофиза снижается, и наоборот.
Положительная обратная связь менее используемый в организме механизм. Представьте себе, что человека, который активно работал, похвалили, и он стал работать еще лучше и больше. Это и есть положительная обратная связь. Пример работы механизма в организме – связь лактации и пролактина. Чем больше младенец употребляет молока, тем больше выделяется пролактина для стимуляции лактации. После прекращения кормления уровень пролактина быстро снижается.
Теги: гормоны гипофиз ЛГ ФСГ пролактин АКТГ СТГ ТТГ щитовидная железа
Назад в раздел
Обратная связь в системе.
Понятие "связь" входит в любое определение системы и обеспечивает возникновение и сохранение целостности ее свойств.
Обратная связь в системе.
Это понятие одновременно характеризует и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.
Однако довольно трудно дать определение этому почти очевидному понятию — существуют десятки определений. В одних случаях связь — это "процесс …", в других — "подсистема (элемент) …" [1д]. Можно говорить, что "связь" — это отдельный элемент и в этом есть некоторый смысл, поскольку иногда канал связи имеет материальное воплощение со своими статическими и динамическими свойствами.
Самое простое определение звучит так:
связи — это то, что объединяет элементы в целое.
Рассмотрим более глубокое определение.
Отношение взаимной зависимости, обусловленности, общности между элементами системы, которое может быть механическим (обмен усилиями), трофическим (обмен энергией) и сигналами (обмен информацией), называется связью(взаимосвязью) элементов.
Предполагается, что связи существуют между всеми системными элементами, между системами и подсистемами. Если между элементами существует зависимость, то, следовательно, между ними имеется связь.
Связями первого порядка называются связи, функционально необходимые друг другу. Дополнительные связи называются связями второго порядка. Если они присутствуют, то в значительной степени улучшают действие системы (проявление эффекта синергии), но не являются функционально необходимыми. Излишние или противоречивые связи называются связями третьего порядка. Иногда связь определяют как ограничение свободы элементов. Действительно, элементы, вступая в связь друг с другом, утрачивают часть своих свойств, которыми они потенциально обладали в свободном состоянии.
Существуют несколько классификаций связей. Связи можно охарактеризовать направлением, силой, характером (видом) По первому признаку связи делятся на направленные и ненаправленные. По второму — на сильные и слабые. По характеру (виду) различают связи подчинения, связи порождения (генетические), равноправные (безразличные), связи управления.
Для кибернетических моделей систем, в которых связи условно считаются однонаправленными, более адекватным является такое определение.
Связь — это способ взаимодействия входов и выходов элементов.
В свете такого определения связи делятся на прямые и обратные (рис. 7).
Прямой называется связь между выходом одного элемента и входом другого, обратной— связь между выходом и входом одного и того же объекта.
Причем обратная связь может быть осуществлена непосредственно (рис. 7,б) или при помощи других элементов системы (рис. 7, в)
|
Различают положительную (усиливающую) и отрицательную (уравновешивающую) обратные связи. Если ограничиться только внешними причинами изменения выхода, то можно остановиться на таких определениях.
Обратная связь, уменьшающая влияние входного воздействия на выходную величину, называется отрицательной, а увеличивающая это влияние — положительной.
В общем случае
положительная (усиливающая) обратная связь усиливает тенденцию изменения выхода системы, а отрицательная(уравновешивающая) — ее уменьшает.
Таким образом, отрицательная обратная связь способствует восстановлению равновесия в системе, нарушенного внешним воздействием или некими внутренними причинами, а положительная — усиливает отклонение от равновесного состояния по сравнению с его величиной в системе без такой обратной связи.
Примеры. Положительная обратная связь. На входе — вклад в банке, на выходе-сумма денег на счету. Если положить в банк 1000 руб. под 10 % годовых, то через год на счету будет 1100 руб., через 2 года — 1210 руб. и т. д. Если взять в кредит в банке 1000 руб. под 10 % годовых, то через год на счету будет 1100 руб. долга, через 2 года — 1210 руб. и т. д.
Обратная связь является основой саморегуляции, развития системы, приспособления ее к меняющимся условиям существования. Весь наш жизненный опыт состоит из циклов обратной связи.
Примеры положительной обратной связи: раковое заболевание, рост живых клеток, накопление знаний, распространение слухов, уверенность в себе, эпидемия, ядерная реакция, паника, рост коралловых рифов.
Примеры отрицательной обратной связи: воздушный кондиционер, температура тела, процентное содержание сахара в крови, кровяное давление, выздоровление, езда на велосипеде, хищники и жертвы, спрос и предложение на рынке, регулирование ассортимента.
Имеется любопытная разновидность обратной связи — так называемая упреждающая связь (feedforward). В этом случае будущее оказывает влияние на настоящее. Например, если вы ожидаете провал, то, скорее всего, его и получите. И наоборот, если вы настраиваетесь на успех, ваша энергия и оптимизм помогают вам и повышают ваши шансы.
Наши ожидания и тревоги, опасения и надежды способствуют формированию именно того будущего, которое мы себе представляем.
Упреждающая связь создает так называемые самоосуществляющиеся пророчества. Примером является ситуация с ожиданием дефицита. Люди верят в пророчества и поступают в соответствии с ними. Наше будущее строят наши убеждения.
Особенность упреждающей связи состоит в том, что усилия, которые направлены на то, чтобы избежать нежелательных событий, как раз к ним и приводят. В качестве примеров можно привести механизм бессонницы или парадокс-пожелание: "Будьте непринужденны!"
Усиливающая обратная связь возникает, когда первоначальное изменение усиливается последующими. Другими словами, "следствие" изменения усиливает его "причину", которая в свою очередь увеличивает изменение. В результате система начинает с нарастающей скоростью удаляться от первоначального состояния.
Это может привести к усиливающей упреждающей связи, которая возникает тогда, когда сам факт прогноза отталкивает систему от прогнозируемого состояния, и прогноз оказывается самоупраздняемым пророчеством.
Уравновешивающая обратная связь возникает, когда изменения в системе нейтрализуют первоначальное изменение и ослабляют его последствия Другими словами, "следствие" изменения противоположно его "причине".
Система приходит к устойчивому состоянию — к достижению своей "цели".
Уравновешивающая упреждающая связь возникает, когда ожидание изменения подталкивает систему к прогнозируемому состоянию, и прогноз оказывается самоосуществляющимся пророчеством.
Предыдущая12345678910111213141516Следующая
Дата добавления: 2015-12-01; просмотров: 2176;