反馈的作用 _原创精品文档.pdfVIP

自动化技术的核心思想就是反馈，通过反馈建立起输入（原因）和输

出（结果）的联系。使控制器可以根据输

入与输出的实际情况来决定控制策略，以便达到预定的系统功能。根

据反馈在系统中的作用与特点不同可以分正反

馈（positivefeedback）和负反馈（passivefeedback）两种。下面

通过例子来说明两种反馈在系统中的作用。

负反馈的特点可以从负“”字上得到很好的理解，它主要是通过输入、

输出之间的差值作用于控制系统的其他

部分。这个差值就反映了我们要求的输出和实际的输出之间的差别。

控制器的控制策略是不停减小这个差值，以使

差值变小。负反馈形成的系统，控制精度高，系统运行稳定。我们通

过介绍自动化原理时用到的例子来说明负反馈

的工作过程。当人打算要拿桌子上的水杯时，人首先要看到自己的手

与杯子之间的距离，然后确定自己手的移动方

向，手始向水杯移动。同时人的眼睛不停观察手与杯子的距离（该距

离就是输入与输出的差值），而人脑（控制器）

的作用就是不停控制手移动，以消除这个差值。直到手拿到杯子为止，

整个过程也就结束了。从上面的例子可

以看出，由负反馈形成的偏差是人准确完成拿杯子动作的关键。如果

这个差值不能得到的话，整个动作也就没有办

法完成了。这就是眼睛失明的人不能拿到杯子的缘故。负反馈一般是

由测量元件测得输出值后，送入比较元件与输

入值进行比较而得到的。

正反馈在自动控制系统中主要是用来对小的变化进行放大，从而可以

使系统在一个稳定的状态下工作。而且正

反馈可以与负反馈配合使用，以使系统的性能更优。大家熟悉的核反

应就是一个正反馈的例子。铀－235、钚－239

这类重原子核在中子轰击下，通常会产生两个中等质子数的核，并放

出2－3个中子和200兆电子伏能量（相当

于3。2×1011焦耳）。放出的中子有的损耗在非裂变的核反应中或

漏失到裂变系统之外，有的则继续引起重核裂

变。如果每一个核裂变后能引起下一次核裂变的中子数平均多于1

个，裂变系统就会形成自持的链式裂变反应，中

子总数将随时间按指数规律增长。这样反应堆中越来越多的核子发生

裂变，放出更多的能量，从而达到发电的目的

或者用来做其他用途。在反应堆工作之前，要通过几个触发中子来使

系统工作起来。一旦反应开始后。系统自己会

产生大量的中子来维持反应的进行。利用这种正反馈机制可以形成大

规模的核反应。但是正反馈总是起放大最用，

这样就会使系统中的作用越来越剧烈，最后会使系统损坏。所以一般

正反馈都与负反馈配合使用，有的时候会在正

反馈后面加上非线性环节（如限幅环节）。在核反应堆中，就是通过

控制反应堆中铅棒（铅棒可以吸收中子）与反

应物接触的面积来控制核反应的剧烈程度，否则我们就没有办法控制

核电站发电多少了。

（一）自然反馈与吸收现象

关于自然反馈和吸收现象，我们在前面已经提及过了，这里不妨再作

一些补充分析。

所谓的反馈现象，就是物体在电磁波的辐射过程中，由于其它物体的

电磁辐射波的影响，就将对其产生作用和干扰，即发生相互的阻尼作

用，同时又通过原途径自然返回到物体内对电磁波辐射的产生施以影

响，且这种影响随着阻尼作用的大小不同而相应地发生变化，并进而

对电磁波的辐射进行调节作用的现象。一般地，发生阻尼作用后对物

体电磁辐射波的影响程度与所发生的阻尼作用的大小成正比，即物体

在电磁波的辐射过程中，与其它物体的电磁波所发生的阻尼作用越

大，对有关物体内电磁波的辐射产生的影响也就越大；反之就越小。

因此，反馈现象是电磁阻尼作用对电磁辐射产生的阻尼影响，是电磁

阻尼作用的产物，并归根结底是平衡力作用的结果，是平衡调节自然

手段的具体体现。

也就是说，若电磁波在辐射传播的过程中与其它物体的电磁波发生阻

尼作用，那么，就会对任一物体的电磁辐射波的传播带来阻扰，因此，

就对物体电磁波的辐射带来影响，造成反馈现象。如果是正反馈，就

将减少电磁波的辐射，如果是负反馈，就将增大电磁波的辐射，但

这都是在一定的条件和限度内所进行的。物体电磁波发生相互阻尼作

用之后，反馈将沿着原传播途径返回到本体内，对电磁辐射产生影响。

反馈是在电磁波传播的同时沿原途径返回本体内的，但这时在阻尼作

用之后。严格地说，电磁辐射一经产生，阻尼反馈随之形成。

反馈现象简言之也就是我们通常所说的信息返送现象，即通过反馈现

象对辐射能量传播过程的信息进行全程返送，并对信息的强弱进行自

动调节。自然过程也是一样，即通过反馈，可以自动调节某一封闭系

统内的电磁辐射的强弱。与此相适应，反馈可分为正反馈和负反馈。

所谓的正反馈，就是发生阻尼作