ข้อเสนอแนะในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และระบบอัตโนมัติคืออะไร

ผลป้อนกลับคือผลกระทบของค่าเอาต์พุตของแต่ละระบบ C (รูปที่ 1) ต่ออินพุตของระบบเดียวกัน กว้างขึ้น ข้อเสนอแนะ — อิทธิพลของผลลัพธ์ของการทำงานของระบบที่มีต่อธรรมชาติของการทำงานนี้

นอกจากปริมาณเอาต์พุตแล้ว อิทธิพลจากภายนอกยังสามารถส่งผลต่อระบบการทำงาน (x ในรูปที่ 1) วงจร AV ที่ส่งข้อมูลป้อนกลับเรียกว่าวงจรป้อนกลับ เส้น หรือช่องสัญญาณ

ข้าว. 1.

ช่องสัญญาณสามารถมีระบบใดก็ได้ (D, รูปที่ 2) ที่แปลงค่าเอาต์พุตในกระบวนการส่งสัญญาณ ในกรณีนี้ ข้อมูลป้อนกลับจากเอาต์พุตของระบบไปยังอินพุตนั้นถูกกล่าวว่าเกิดขึ้นโดยใช้หรือผ่านระบบ D

ข้าว. 2.

ข้อมูลป้อนกลับเป็นหนึ่งในแนวคิดที่สำคัญที่สุดในทฤษฎีการควบคุมอัตโนมัติและอิเล็กทรอนิกส์ ตัวอย่างที่เป็นรูปธรรมของการใช้ระบบที่มีการป้อนกลับสามารถพบได้ในการศึกษากระบวนการที่หลากหลายในระบบอัตโนมัติ สิ่งมีชีวิต โครงสร้างทางเศรษฐกิจ ฯลฯ

เนื่องจากความเป็นสากลของแนวคิดที่ใช้ได้ในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่างๆ คำศัพท์ในสาขานี้จึงไม่ได้ถูกกำหนดขึ้น และตามความรู้เฉพาะแต่ละสาขาจะใช้คำศัพท์ของตนเอง

ตัวอย่างเช่น, ในระบบควบคุมอัตโนมัติ ใช้กันอย่างแพร่หลาย แนวคิดของการตอบรับเชิงลบและเชิงบวกซึ่งกำหนดการเชื่อมต่อระหว่างเอาต์พุตของระบบและอินพุตผ่านการเชื่อมต่อเกนที่มีเกนลบหรือบวกที่สอดคล้องกัน

ในทฤษฎีของแอมพลิฟายเออร์อิเล็กทรอนิกส์ความหมายของคำศัพท์เหล่านี้แตกต่างกัน: ข้อเสนอแนะเรียกว่าค่าลบซึ่งลดค่าสัมบูรณ์ของอัตราขยายโดยรวมและค่าบวก - เพิ่มขึ้น

ขึ้นอยู่กับวิธีการดำเนินการในทฤษฎีของเครื่องขยายเสียงอิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่ กระแส แรงดัน และการป้อนกลับรวม.

ระบบควบคุมอัตโนมัติมักประกอบด้วย บทวิจารณ์เพิ่มเติมใช้เพื่อทำให้ระบบเสถียรหรือปรับปรุงสภาพชั่วคราวในนั้น บางครั้งพวกเขาถูกเรียกว่า แก้ไข และในหมู่พวกเขาก็มี แข็ง (ดำเนินการโดยใช้การเชื่อมต่อบูสเตอร์) ยืดหยุ่นได้ (ดำเนินการโดยความสัมพันธ์ที่แตกต่าง), ไอโซโดรมิก เป็นต้น

ในระบบต่าง ๆ คุณสามารถค้นหาได้เสมอ ห่วงโซ่อิทธิพลแบบปิด… ตัวอย่างเช่น ในรูป 2 ส่วน B ของระบบทำหน้าที่ในส่วน D และส่วนหลังอีกครั้งใน C ดังนั้นระบบดังกล่าวจึงถูกเรียกว่า ระบบวงปิด ระบบวงปิดหรือวงปิด

ในระบบที่ซับซ้อน วงจรป้อนกลับที่แตกต่างกันอาจมีอยู่มากมาย ในระบบหลายองค์ประกอบ เอาต์พุตของแต่ละองค์ประกอบสามารถพูดโดยทั่วไป ส่งผลต่ออินพุตขององค์ประกอบอื่นๆ ทั้งหมด รวมถึงอินพุตของตัวเอง

ผลกระทบแต่ละอย่างสามารถพิจารณาได้จากสามประเด็นหลัก ได้แก่ เมแทบอลิซึม พลังงาน และข้อมูล ประการแรกเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงตำแหน่ง รูปร่าง และองค์ประกอบของสสาร ประการที่สองเกี่ยวกับการถ่ายโอนและการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน และประการที่สามเกี่ยวกับการส่งผ่านและการเปลี่ยนแปลงข้อมูล

ในทฤษฎีการควบคุม จะพิจารณาเฉพาะด้านข้อมูลของอิทธิพลเท่านั้น ดังนั้น ข้อเสนอแนะสามารถกำหนดเป็น ส่งผ่านข้อมูลเกี่ยวกับค่าเอาต์พุตของระบบไปยังอินพุตหรือเป็นข้อมูลที่มาถึงซึ่งแปลงโดยลิงก์ป้อนกลับจากเอาต์พุตไปยังอินพุตของระบบ

หลักการของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับการประยุกต์ใช้ข้อเสนอแนะ ระบบควบคุมอัตโนมัติ (ACS)… ในนั้น การมีอยู่ของเสียงตอบรับช่วยเพิ่มภูมิคุ้มกันทางเสียงเนื่องจากอิทธิพลของสัญญาณรบกวนลดลง (z ในรูปที่ 3) ซึ่งทำหน้าที่ในส่วนหน้าของระบบ

ข้าว. 3.

หากในระบบเชิงเส้นที่มีการเชื่อมต่อกับฟังก์ชันถ่ายโอน Kx (p) และ K2 (p) คุณลบวงจรป้อนกลับ รูปภาพ x ของค่าเอาต์พุต x จะถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ต่อไปนี้:

หากในกรณีนี้ค่าเอาต์พุต x จำเป็นต้องเท่ากับการดำเนินการอ้างอิง x * ดังนั้นอัตราขยายรวมของระบบ K (p) = K1 (p) K2 (p) จะต้องเท่ากับเอกภาพและต้องมี ไม่มีการรบกวน z. การปรากฏตัวของ z และการเบี่ยงเบนของ K (p) จากเอกภาพทำให้เกิดข้อผิดพลาด e, i.e. ความแตกต่าง

สำหรับ K (p) = 1 เรามี

หากตอนนี้เราปิดระบบโดยใช้ข้อเสนอแนะที่แสดงในรูป 3 ภาพของปริมาณเอาต์พุต x จะถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ต่อไปนี้:

มันเป็นไปตามความสัมพันธ์ที่ว่าสำหรับโมดูลอัตราขยายขนาดใหญ่เพียงพอ Kx (p) เทอมที่สองนั้นไม่มีนัยสำคัญ ดังนั้นอิทธิพลของสัญญาณรบกวน z จึงเล็กน้อย ในขณะเดียวกัน ค่าของปริมาณผลลัพธ์ x จะแตกต่างจากค่าของตัวแปรอ้างอิงเพียงเล็กน้อย

ในระบบปิดที่มีข้อเสนอแนะสามารถลดผลกระทบของเสียงรบกวนได้อย่างมากเมื่อเทียบกับระบบเปิดเนื่องจากวัตถุหลังไม่ตอบสนองต่อสถานะที่แท้จริงของวัตถุที่ควบคุม "ตาบอด" และ "หูหนวก" «จนกว่าจะมีการเปลี่ยนแปลง ในสถานะนี้

ยกตัวอย่างเที่ยวบินเครื่องบิน หากหางเสือของเครื่องบินได้รับการปรับล่วงหน้าด้วยความแม่นยำสูงเพื่อให้บินไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง และหากยึดแน่นดีแล้ว ลมกระโชกและปัจจัยสุ่มและคาดไม่ถึงอื่นๆ จะทำให้เครื่องบินหลุดออกจากเส้นทางที่ต้องการ

เฉพาะระบบป้อนกลับ (นักบินอัตโนมัติ) เท่านั้นที่สามารถแก้ไขตำแหน่งได้ ซึ่งสามารถเปรียบเทียบเส้นทางที่กำหนด x * กับ x จริง และเปลี่ยนตำแหน่งหางเสือ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเบี่ยงเบนที่เกิดขึ้น

ระบบคำติชมมักถูกกล่าวว่าเกิดจากข้อผิดพลาด (ความคลาดเคลื่อน) หากลิงค์ Kx (p) เป็นแอมพลิฟายเออร์ที่มีอัตราขยายมากพอ ดังนั้นภายใต้เงื่อนไขบางประการที่กำหนดไว้ในฟังก์ชันถ่ายโอน K2 (p) ส่วนที่เหลือ ระบบวงปิดจะยังคงเสถียร

ในกรณีนี้ ข้อผิดพลาดสถานะคงตัว e อาจมีขนาดเล็กโดยพลการ ก็เพียงพอแล้วที่อินพุตของแอมพลิฟายเออร์ Kx (p) จะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่เพียงพอและเกิดขึ้นที่เอาต์พุตซึ่งจะชดเชยสัญญาณรบกวนโดยอัตโนมัติและให้ค่า x ที่ความแตกต่าง e= x * — x จะเล็กพอการเพิ่ม e ที่น้อยที่สุดทำให้ ti... เพิ่มขึ้นอย่างไม่เป็นสัดส่วน ดังนั้น การรบกวน z ใด ๆ (ภายในขอบเขตที่ปฏิบัติได้) สามารถชดเชยได้ และยิ่งกว่านั้น ด้วยค่าความผิดพลาด e ที่น้อยตามอำเภอใจ เส้นทางการหลบหลีกอัตราขยายสูงคือ มักจะเรียกว่าลึก

ข้อเสนอแนะในระบบผสมยังเกิดขึ้นระหว่างการทำงานของระบบที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยวัตถุที่มีลักษณะต่างกัน แต่ทำหน้าที่อย่างมีจุดมุ่งหมาย เหล่านี้คือระบบ: ผู้ปฏิบัติงาน (มนุษย์) และเครื่องจักร ครูและนักเรียน อาจารย์และผู้ฟัง มนุษย์และอุปกรณ์การเรียนรู้

ในตัวอย่างทั้งหมดเหล่านี้ เรากำลังจัดการกับห่วงโซ่อิทธิพลแบบปิด ผู้ปฏิบัติงานจะได้รับข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะของการทำงานของเครื่องจักรที่ควบคุม ผู้ฝึกอบรม - ข้อมูลเกี่ยวกับพฤติกรรมของนักเรียนและผลการฝึกอบรม ฯลฯ ผ่านช่องทางข้อเสนอแนะ ในทุกกรณี ในกระบวนการทำงาน ทั้ง เนื้อหาของข้อมูลที่ส่งผ่านช่องทางและช่องทางเองก็เปลี่ยนไปอย่างมาก