Обратная связь (техника)

Обра́тная связь в технике — это процесс, приводящий к тому, что результат функционирования какой-либо системы влияет на параметры, от которых зависит функционирование этой системы. Другими словами, на вход системы подаётся сигнал, пропорциональный её выходному сигналу (или, в общем случае, являющийся функцией этого сигнала). Часто это делается преднамеренно, чтобы повлиять на динамику функционирования системы.

Различают положительную и отрицательную обратную связь. Отрицательная обратная связь изменяет входной сигнал таким образом, чтобы противодействовать изменению выходного сигнала. Это делает систему более устойчивой к случайному изменению параметров. Положительная обратная связь, наоборот, усиливает изменение выходного сигнала. Системы с сильной положительной обратной связью проявляют тенденцию к неустойчивости, в них могут возникать незатухающие колебания, то есть система становится генератором.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Важно отметить, что амплитуды поворотов глаза изменялись в соответствии с примененной коррекцией. Однако для случая попеременной фиксации двух разных точек наблюдались позиционные ошибки: либо заброс и последующая коррекция (когда обратная связь больше 1), либо отставание также с последующей коррекцией (при обратной связи, меньшей 1) (рисунок 1.17). Таким образом, глазодвигательная система человека может быть описана в терминах теории автоматического регулирования, а возможность изменения параметров цепи обратной связи позволяет исследовать и описывать ее на формальном уровне.

Борис Ломов, Психическая регуляция деятельности. Избранные труды, 2006

Главным признаком кибернетичности системы служит наличие у неё не менее одной структурной обратной связи, в контуре которой должен находиться хотя бы один динамический элемент (интегрирования или дифференцирования). У реальных экономических систем (но не искусственных математических моделей, применяемых в традиционных экономических описаниях) всегда наличествует множество динамических элементов (накопителей-интеграторов ресурсов, и/или дифференцирующих элементов, отражающих скорости и ускорения изменений параметров), и большое количество различных (положительных и отрицательных) структурных обратных связей (О.С.). Необходимо заметить, что корректность прогнозирования экономической динамики существенно возрастает, когда количество О.С. того же порядка, что и число моделируемых переменных, которых иногда несколько сотен тысяч. Кроме того, помимо структурных О.С. в кибернетических системах часто присутствуют обратные связи из будущей динамики, т. е. О.С. по временно́му континууму из будущего (см. ниже 4.В).

А. А. Кугаенко, Прогнозы экономических кризисов и возможности их ослабления, 2013

При выполнении медленного движения ход его осуществления сравнивается с целью (планом движения) на основе сигналов от многочисленных рецепторов, и в реализуемую программу вносятся необходимые коррекции. Это замкнутая система управления с обратной связью (или система управления по отклонению). Данная система управления тоже не лишена недостатков. Коррекция движений по сигналам обратной связи запаздывает в связи с временем проведения сигналов в ЦНС и временем развития усилий в нервно-мышечном аппарате. Поэтому во многих случаях организм реагирует не на отклонение от плана движения, а на само внешнее возмущение, причем еще до того, как оно успело вызвать отклонение, – это управление по возмущению. Его примером является механизм антиципации. Антиципация выражается в упреждающей позной активности нервно-мышечного аппарата и реализуется автоматически с очень короткими центральными задержками, способствует уменьшению времени проведения нервного импульса, повышает экономичность и эффективность движений. По существу, это механизм преднастройки к предстоящей деятельности (В.А. Романенко, 2005).

В. А. Барташ, Основы спортивной тренировки в рукопашном бое, 2014

5. Принцип обратной связи. Обратная связь – поток импульсов в нервную систему, который информирует ЦНС о том, как осуществляется ответная реакция, достаточна она или нет. Различают два вида обратной связи:

Светлана Сергеевна Фирсова, Нормальная физиология: конспект лекций

Отсюда следует, что для наведения ДИСС необходимо разрушить достаточное количество процессов стабилизации до той степени, когда БСС уже не может сохранить свою целостность. <…> Процессы стабилизации могут разрушаться непосредственно, когда они идентифицированы и разрушающее воздействие направлено именно на них, либо опосредованно, когда воздействие направлено на некоторые психологические функции сознания, доводя эти функции до предела и вынуждая их переходить этот предел. Например, некоторые подсистемы сознания могут разрушаться из-за перегруженности раздражителями или из-за их полного отсутствия, либо из-за какого-то аномального раздражителя, выходящего за рамки обычного восприятия. Более или менее слабое нарушение функций подсистемы сознания наступает, когда от нее отвлекается энергия внимания-осознания или какой-либо иной вид психической энергии. Нарушение функций одной подсистемы может по принципу обратной связи вести к изменениям функций другой подсистемы и т. д.

Коллектив авторов, Измененные состояния сознания. Хрестоматия, 2012

Из теории систем известно, что каждая система имеет входное воздействие, систему обработки, конечные результаты, обратную связь. Эти положения применимы и к производственным системам. С этих позиций рассмотрим внешние и внутренние переменные, которые влияют на функционирование предприятий (схема на рис.8).

В. В. Борисова, Теория организации, 2014

Заметим, что прекращение эволюционного процесса морфологического совершенствования далеко не всегда означает потери живой системой устойчивости по отношению к изменяющимся условиям существования и способности сохранять гомеостазис. Природа демонстрирует удивительные примеры стабильности, когда на протяжении десятков, а то и сотен миллионов лет организмы того или другого вида – как растительного, так и животного царств – остаются практически неизменными. И происходит это за счет удивительного совершенства отрицательных обратных связей. Поэтому для «прогрессивной» эволюции, то есть такого процесса, который ведет к появлению новых качеств, к росту сложности организмов, к повышению уровня разнообразия, необходимы также и положительные обратные связи. Они позволяют расширить поиск, более полно использовать потенциальные возможности изменчивости. В частности, тенденция к повышению эффективности использования внешней энергии вряд ли может быть реализована без использования положительных обратных связей.

Н. Н. Моисеев, Человек и ноосфера, 1990

Усилитель на DA4 не охвачен обратной связью, поэтому на его выходе значение напряжения очень быстро изменяется. Повышение уровня на выходе усилителя DA4 приведет к блокировке усилителя ошибки DA3.

А. П. Кашкаров, Устройства импульсного электропитания для альтернативных энергоисточников, 2017

Е. Джекобсон[50] проводил опыты с применением электрокардиографической регистрации импульсов возбуждения и описывал гальванографические изменения в мышцах, наступающие при воображаемых действиях. Гальванометрическая картина мышечных потенциалов оказалась почти полностью тождественна при воображаемом и реальном действии (в первом случае обнаруживается лишь более низкий вольтаж). На основе описанных работ формируется общая теория психонейромышечного объяснения эффективности применения образных представлений в спорте: в ней заключено предположение о том, что эффективность применения образной репетиции для выполнения двигательных задач обусловлена обратной связью, идущей от кратковременного мышечного возбуждения (по характеру идентичного тому, который возникает в процессе действительного выполнения движений), возникающего в ходе мысленного представления человеком выполнения движения.

А. И. Грушко, Мысленная тренировка в психологической подготовке спортсмена, 2016

Вторая группа систем. Системы данной группы выделены по критерию видов отношений. В данной группе системы подразделяются на два вида: закрытые и открытые. По наличию обратной связи все системы делятся на два класса – разомкнутые и замкнутые. В разомкнутых системах не существует обратной связи. Это означает отсутствие процедуры учета выходных характеристик объекта управления в процессе принятия решений. В замкнутых системах наряду с плановым заданием учитывается информация, поступающая от объекта управления о ходе его фактического выполнения, которая и является обратной связью. В рамках данной группы также рассматриваются системы, классифицируемые по степени определенности отношений и связей. В соответствии с данным критерием все системы можно отнести к двум классам – детерминированным и стохастическим. Детерминированные системы характеризуются ограниченным и строго определенным количеством связей и отношений как между элементами системы, так и между элементами внутренней и внешней среды. Стохастические системы характеризуются наличием случайно возникающих связей и отношений, обладающих различными степенями вероятности.

С. В. Загородников, Теория организации. Ответы на экзаменационные билеты, 2009

Исключительно интересный вопрос о психофизиологических и психологических механизмах феномена воображаемого движения остается открытым. Перспективной представляется гипотеза Л. Пиккенхайна о существовании «внутренней обратной связи»,являющейся нейрофизиологической основой идеомоторной тренировки (Пиккенхайн, 1980). Автор, основываясь на работах Н.А. Бернштейна и П.К. Анохина, рассматривает структуру двигательного акта и делает вывод о принципиальном сходстве всех основных моментов выполнения реального и мысленного движения, кроме одного – обратной сигнализации о результатах действия, сопоставляемого с эфферентной командой программы действия. Очевидно, что при идеомоторном акте обратная сигнализация отсутствует и, вместе с тем, есть эффект выполненного действия.

А. С. Кузнецова, Психологические технологии управления состоянием человека, 2007

Сам термин «отрицательная обратная связь» можно понимать чисто математически. Сигнал от нейронов сигмы в синапсах «треугольника» меняет знак на минус. Психика как бы спрашивает соматику: «Тебе ещё что-нибудь надо?» И ответ «нет, не надо», отрицательный грамматически, является положительным по содержанию. Не надо – так не надо! Треугольные нейроны просыпаются и передают тормозящий сигнал на вход нейрону А, замыкая петлю и прекращая лишнюю активность.

В. В. Чибисов, Вся фигня – от мозга?! Простая психосоматика для сложных граждан, 2017

Таким образом, важнейшей особенностью эволюционного процесса является противоречивое взаимодействие тенденций двух различных типов – тенденций к стабильности, нуждающийся в укреплении отрицательных обратных связей, и тенденций поиска новых, более рациональных способов использования внешних энергии и вещества, необходимо требующих формирования положительных обратных связей и ограничения стабильности. Способы разрешения этих противоречий, т. е. структуры возникающих компромиссов, могут быть самыми различными. И это обстоятельство тоже в значительной степени ответственно за разнообразие организационных форм материального мира.

Н. Н. Моисеев, Алгоритмы развития, 1987

Различия в количестве коммуникативных паттернов (F=12,31; p<0,001) в зависимости от типа задачи могут объясняться тем, что в процессе решения инсайтных задач обратная связь является более субъективно важной для решателя, чем в процессе алгоритмизированных задач. Испытуемый, находящийся на стадии инкубации, как ему кажется, предположил все возможные варианты ответа. В данном случае поддержание активной коммуникации с экспериментатором может быть попыткой получить подсказку для решения поставленной задачи.

Коллектив авторов, Современные исследования интеллекта и творчества, 2015

К сожалению, эта умная компьютерная система начинает мешать при генерации максимальной силы. Когда сопротивление достигает предполагаемого максимума, начинает действовать петля обратной связи. Испугавшееся травмы сухожилие начинает посылать к мышцам мощную команду «Тормози!». Поскольку сила человека, как правило, не превышает 30% запаса прочности сухожилий, механизм управления силой работает излишне консервативно. Многие ученые считают, что, убрав «ограничитель» (или нейрологические «тормоза»), то есть, минимизировав ингибиторное влияние на мышцы, можно открыть дверь к суперсиле. Техника контроля напряжения, основанная на отказе от прямой связи, заключается в максимальном напряжении всех мышц при работе с субмаксимальным сопротивлением или совсем без него, имитировав поднятие веса посредством максимального напряжения всех мышц.

С. Ю. Махов, Штурмовой бой ГРОМ. Методика многофунционального тренинга, 2014

Глазодвигательная система человека представляет собой сложноорганизованное многомерное целое, каждый акт которого складывается в самом процессе зрительного восприятия. Он включает моменты побуждения, прогнозирования, эфферентной готовности, двигательных синергии, полисенсорности и многоуровневости процессов управления. И целенаправленное смещение взора, и его устойчивая фиксация подчиняются принципам функциональной системы. В архитектонику окуломоторных актов входят: афферентный синтез – интеграция исходных предпосылок движений, принятие решения, которое реализуется путем формирования программы поворота глаз и акцептора результата действия, исполнение целенаправленных движений и обратная связь, или реафферентация, позволяющая контролировать ход выполнения программы. В терминах теории автоматического регулирования ГДС рассматривается как следящая система с отрицательной обратной связью.

Коллектив авторов, Айтрекинг в психологической науке и практике, 2015

П. К. Анохин считает, что «таким упорядочивающим фактором является результат деятельности системы». Согласно его концепции, только результат деятельности системы может через обратную связь (афферентацию) воздействовать на систему, перебирая при этом все степени свободы и оставляя только те, которые содействуют получению результата. «Традиция избегать результат действия как самостоятельную физиологическую категорию неслучайна. Она отражает традиции рефлекторной теории, которая заканчивает «рефлекторную дугу» только действием, не вводя в поле зрения и не интерпретируя результат этого действия» [П. К. Анохин, 1958]. «Смешение причины с основанием и смешение действия с результатами распространено и в нашей собственно повседневной речи» [M. Bunge, 1964]. «Фактически физиология не только не сделала результаты действия предметом научно объективного анализа, но и всю терминологию, выработанную почти на протяжении 300 лет, построила на концепции дугообразного характера течения приспособительных реакций («рефлекторная дуга»)» [П. К. Анохин, 1968]. Но «результат господствует над системой, и над всем формированием системы доминирует влияние результата. Результат имеет императивное влияние на систему: если он недостаточен, то немедленно эта информация о недостаточности результата перестраивает всю систему, перебирает все степени свободы, и, в конце концов, каждый элемент вступает в работу теми своими степенями свободы, которые способствуют получению результата» [П. К. Анохин, 1978].

С. Е. Павлов, Лазерная стимуляция в медико-биологическом обеспечении подготовки квалифицированных спортсменов, 2017

• сложные системы регулируются петлями обратной связи: отрицательной, обеспечивающей восстановление равновесия, возврат к прежнему состоянию, и положительной, ответственной за быстрый, самоподстегивающийся рост, в ходе которого расцветает сложность.

Е. Н. Князева, Энактивизм: новая форма конструктивизма в эпистемологии, 2014

Этот механизм может быть довольно простым. Аналогичные системы регуляции, основанные на отрицательных обратных связях, часто встречаются в живой природе. Например, у нитчатых цианобактерий, нити которых состоят из двух типов клеток: обычных, занимающихся фотосинтезом, и специализированных гетероцист, занимающихся фиксацией атмосферного азота. Система работает очень просто: когда сообществу недостает азота, фотосинтезирующие клетки начинают превращаться в гетероцисты. Процесс до определенного момента является обратимым. Клетки, зашедшие по этому пути достаточно далеко, начинают выделять сигнальное вещество, которое не дает превратиться в гетероцисты соседним клеткам. В результате получается нить с неким вполне определенным соотношением обычных клеток и гетероцист (например, 1:20), причем гетероцисты располагаются примерно на равном расстоянии друг от друга.

А. В. Марков, Обезьяны, нейроны и душа, 2011

Для нормальной работы преобразователя (см. рис. 1.8) сердечник трансформатора должен быть выполнен из материала с прямоугольной петлей гистерезиса (пермаллой, термостабильный феррит). Обмотки трансформатора TV включаются таким образом, чтобы обеспечивать положительную обратную связь и поддерживать режим автоколебаний. Поэтому начала обмоток на рис. 1.8 обозначены точками.

А. В. Куличков, Импульсные блоки питания для IBM PC, -1

Восстановление после выполнения физической нагрузки представляет собой неотъемлемую часть тренировочного процесса не менее важную, чем сама тренировка. Во время мышечной деятельности в организме спортсменов преимущественно происходят катаболические процессы, и реакции расщепления приводят к расходованию энергоресурсов, формированию кислородного долга, накоплению продуктов распада, разбалансированию нейроэндокринной и вегетативной систем. Наблюдаемые изменения выступают в роли пусковых элементов обратной связи, которая после прекращения трудовой деятельности активизирует процессы ассимиляции. Вся совокупность происходящих в этот период физиологических, биохимических и структурных изменений, которые обеспечивают переход организма от рабочего уровня к исходному (дорабочему) состоянию, и объединяется понятием «восстановление» (Солодков А.С., Сологуб Е.Б., 2005).

С. М. Ашкинази, Физиология спорта. Медико-биологические основы подготовки юных хоккеистов, 2016

Силовые способности определяются управляющими, или регулирующими (центрально-нервными), и управляемыми, или исполнительными (мышечными), факторами, объединенными в организме прямыми и обратными связями в нервно-мышечную систему, которая, взаимодействуя с другими системами организма, способствует достижению определенных спортивных результатов.

О. Е. Ушакова, Физическая подготовка юных метателей диска, 2010

Датчик угла поворота колес предназначен для непрерывной обратной связи с системой управления трактором.

В. И. Балабанов, Навигационные технологии в сельском хозяйстве. Координатное земледелие. Учебное пособие, 2013

3) четкость механизмов, корригирующих несовершенство двигательных действий, благодаря импульсам обратной связи;

Александр Стула, Тестирование и контроль подготовленности футболистов, 2016