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正反饋和負反饋的作用

作者：佚名文章來源：本站原創點擊數：更新時間：2018/12/14

　　自動化技術的核心思想就是反饋，通過反饋建立起輸入（原因）和輸出（結果）的聯系。使控制器可以根據輸入與輸出的實際情況來決定控制策略，以便達到預定的系統功能。根據反饋在系統中的作用與特點不同可以分正反饋（positive feedback）和負反饋（passive feedback）兩種。下面通過例子來說明兩種反饋在系統中的作用。
　　負反饋的特點可以從“負”字上得到很好的理解，它主要是通過輸入、輸出之間的差值作用于控制系統的其他部分。這個差值就反映了我們要求的輸出和實際的輸出之間的差別。控制器的控制策略是不停減小這個差值，以使差值變小。負反饋形成的系統，控制精度高，系統運行穩定。我們通過介紹自動化原理時用到的例子來說明負反饋的工作過程。當人打算要拿桌子上的水杯時，人首先要看到自己的手與杯子之間的距離，然后確定自己手的移動方向，手始向水杯移動。同時人的眼睛不停觀察手與杯子的距離（該距離就是輸入與輸出的差值），而人腦（控制器）的作用就是不停控制手移動，以消除這個差值。直到手拿到杯子為止，整個過程也就結束了。從上面的例子可以看出，由負反饋形成的偏差是人準確完成拿杯子動作的關鍵。如果這個差值不能得到的話，整個動作也就沒有辦法完成了。這就是眼睛失明的人不能拿到杯子的緣故。負反饋一般是由測量元件測得輸出值后，送入比較元件與輸入值進行比較而得到的。
　　正反饋在自動控制系統中主要是用來對小的變化進行放大，從而可以使系統在一個穩定的狀態下工作。而且正反饋可以與負反饋配合使用，以使系統的性能更優。大家熟悉的核反應就是一個正反饋的例子。鈾－235、钚－239這類重原子核在中子轟擊下，通常會產生兩個中等質子數的核，并放出２－３個中子和２００兆電子伏能量（相當于３.２×1011焦耳）。放出的中子有的損耗在非裂變的核反應中或漏失到裂變系統之外，有的則繼續引起重核裂變。如果每一個核裂變后能引起下一次核裂變的中子數平均多于１個，裂變系統就會形成自持的鏈式裂變反應，中子總數將隨時間按指數規律增長。這樣反應堆中越來越多的核子發生裂變，放出更多的能量，從而達到發電的目的或者用來做其他用途。在反應堆工作之前，要通過幾個觸發中子來使系統工作起來。一旦反應開始后。系統自己會產生大量的中子來維持反應的進行。利用這種正反饋機制可以形成大規模的核反應。但是正反饋總是起放大最用，這樣就會使系統中的作用越來越劇烈，最后會使系統損壞。所以一般正反饋都與負反饋配合使用，有的時候會在正反饋后面加上非線性環節（如限幅環節）。在核反應堆中，就是通過控制反應堆中鉛棒（鉛棒可以吸收中子）與反應物接觸的面積來控制核反應的劇烈程度，否則我們就沒有辦法控制核電站發電多少了。

Tags：正反饋,負反饋,作用

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