Атеология    αθεολογιΑ

Атеистическая философия.   Дата создания 2008.08.21


Поведение систем.

Обратная связь.

В сложных системах различного характера - естественных физических явлениях, биологических, эволюционных и социальных процессах, экономике, технических устройствах и т.д., состоящих из некоторого количества звеньев, где первое звено влияет на второе, второе на третье и так далее, зачастую наблюдается ситуация, когда очередное, в простейшем случае последнее звено влияет на первое. Возникает замкнутый круг, называемый обратной связью, когда изменение определенного параметра системы вызывает реакцию в системе, которая по цепи вызывает дальнейшее изменение первичного параметра. Поведение систем, охваченных такой обратной связью, значительно отличается от свободных - разомкнутых систем.

Положительная обратная связь. Если при первичном изменении параметра реакция системы прошедшая от звена к звену через все кольцо вызывает изменение параметра, с которого началось изменение, в ту же сторону, что и первичное, такая обратная связь называется положительной. При этом реакция системы на начальное отклонение вызывает дальнейшее отклонение, снова передается по кругу, и вызывает дальнейшее отклонение. Таким образом, положительная обратная связь усиливает исходное отклонение в системе. В зависимости от общей передаточной способности системы - отношения изменения параметра в ответ на первичное изменение к величине этого изменения (как бы за один обход вокруг кольца) система может быть усиливающей - при коэффициенте передачи меньше 1 или неустойчивой, стремящейся к бесконечному нарастанию изменения - при коэффициенте больше 1, когда первичное изменение, вызвав цепь изменений приводит к отклонению первого параметра больше исходного, приводящему к дальнейшей передаче и еще большему отклонению параметра от начального состояния. В реальных системах бесконечного изменения не происходит за счет либо внешних факторов, выступающих в силу при определенной величине отклонения либо за счет ограничения диапазона возможных состояний системы.

Отрицательная обратная связь. Отрицательная обратная связь имеет место, если первичное изменение в системе приводит к изменению, противоположному начальному отклонению. В такой системе изменение, обойдя кольцо обратной связи противодействует первичному влиянию ослабляя или вовсе компенсируя его. Отрицательная обратная связь, таким образом, стабилизирует систему. Первичное отклонение в ней запускает цепь влияний, в конечном итоге противодействующих ему. В некоторых случаях, когда кольцевая цепь (цепь обратной связи) имеет звенья, реагирующие с отставанием, возможно запоздалое достижение сигнала начала цепи, создающее изменение противоположное первичному, приводящему к противоположному отклонению состояния системы, и снова запоздало приводимому на вход системы. А такой системе возникают колебания. Обратная связь компенсирует начальное отклонение, но не успевает во время остановиться и "проскакивает" момент баланса, создавая перерегулирование. Все реальные системы обладают определенной инерцией - запаздыванием срабатывания на отклонение.

Процессы с участием обратной связи широко, практически повсеместно, распространены. Простейший пример отрицательной обратной связи - поплавок или любой плавучий предмет: при отклонении его вверх архимедова сила, действующая на его погруженную часть, перестает справляться с весом и поплавок тонет, то есть происходит обратное изменение. Если поплавок погрузился глубже точки равновесия - веса становится не достаточно для преодоления архимедовой силы и поплавок выталкивается. Таким образом, поплавок стабилизируется на определенной равновесной глубине.


©2008-2009 Атеология