НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ




предыдущая главасодержаниеследующая глава

3. Обратная связь

Системы автоматического управления часто называют системами с обратной связью. Это объясняется тем, что в любой системе автоматического управления* имеется не только прямая (рис. В.1) связь между входом (управляющим воздействием) и выходом (регулируемой величиной), но и обратная связь между выходом и входом. Обратная связь позволяет учитывать изменение регулируемой величины (параметра) и вносить соответствующие коррективы в управляющее воздействие на входе объекта.

* (Исключение составляют так называемые программные системы; однако эти системы не являются кибернетическими и работают по заранее заданной неизменной программе.)

Рис. В.1. Обратная связь в системах автоматического управления
Рис. В.1. Обратная связь в системах автоматического управления

Важность принципа обратной связи заключается в том, что он имеет место не только в системах автоматического управления, но и в живых организмах. Принцип обратной связи является общим как для живых организмов, так и для систем управления, потому что и те, и другие вынуждены действовать в переменных условиях и соответственно реагировать на их изменение.

Рассмотрим в качестве примера работу двигательных мышц ног у стоящего человека при регулировании им равновесия.

Для того чтобы поддерживать равновесие в положении стоя, необходимо осуществлять регулирование напряжения различных скелетных мышц. Это регулирование осуществляется при помощи спинного мозга (рис. В.2), который дает соответствующие "команды" мышцам. На мозжечок поступает информация о том, что при этом происходит с равновесием человека (как он отклоняется от нормального положения). Мозжечок перерабатывает эту информацию и дает необходимые "указания" спинному мозгу. В соответствии с этими "указаниями" спинной мозг вносит коррективы в команды, посылаемые мышцам. Таким образом, спинной мозг, мышцы и мозжечок образуют замкнутую систему управления равновесием человека. В этой системе мозжечок является элементом, обеспечивающим обратную связь выхода системы с ее входом.

Рис. В.2. Схема регулирования равновесия стоящего человека
Рис. В.2. Схема регулирования равновесия стоящего человека

Рассмотрим еще один пример обратной связи. Предположим, что человеку необходимо нажать кнопку звонка. Головной мозг (рис. В.3) дает необходимые сигналы мышцам руки, и она начинает двигаться к кнопке звонка. Глаза наблюдают за движением руки и сообщают о нем мозгу, который вносит коррективы в работу мышц. Благодаря этому рука точно попадает на кнопку звонка. В том случае, если бы человек закрыл глаза ("отключил" контур обратной связи), он не смог бы попасть рукой на кнопку. Естественно, что можно и с закрытыми глазами найти "на ощупь" кнопку. Однако в этом случае также имеется обратная связь, которая на этот раз осуществляется органами осязания.

Рис. В.3. Глаза человека в роли элемента обратной связи
Рис. В.3. Глаза человека в роли элемента обратной связи

Аналогичным образом работает обратная связь и в системах автоматического управления, Рассмотрим в качестве примера систему управления электрическим двигателем (рис. В.4). В этой системе логическо-вычислительное устройство измеряет параметры на валу двигателя (скорость вращения, ускорение, вращающий момент), производит необходимые вычисления, логические сравнения и обеспечивает управление магнитным усилителем. Благодаря этому магнитный усилитель изменяет необходимым образом характеристики двигателя.

Рис. В.4. Обратная связь в системе управления двигателем
Рис. В.4. Обратная связь в системе управления двигателем

Следует отметить, что как в живых организмах, так и в системах автоматического управления элементы, как правило, имеют определенную направленность действия. Если глаза (рис. В.3) передают информацию в мозг, то обратное действие мозга (по тем же каналам) на глаза отсутствует. Точно так же в схеме рис. В.4 магнитный усилитель управляет электрическим двигателем, но двигатель практически не воздействует на характеристики усилителя. То же самое следует сказать и об элементах обратной связи, которые осуществляют только одностороннюю связь выхода со входом, но не дают возможности воздействия через обратную связь входа на выход.

предыдущая главасодержаниеследующая глава








© Сенченко Антонина Николаевна, Злыгостев Алексей Сергеевич, 2010-2018
При копировании обязательна установка активной ссылки:
http://rateli.ru/ 'rateli.ru: Радиотехника'