負反饋調節

人體內的負反饋調節(2張)

反饋又稱回饋，是控制論的基本概念，指將系統的輸出返回到輸入端並以某種方式改變輸入，進而影響系統功能的過程。反饋可分為負反饋和正反饋。前者使輸出起到與輸入相反的作用，使系統輸出與系統目標的誤差減小，系統趨於穩定；後者使輸出起到與輸入相似的作用，使系統偏差不斷增大，使系統振盪，可以放大控制作用。對負反饋的研究是控制論的核心問題。另外有電流負反饋的理論。

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於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説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，然後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後，送入比較元件與輸入值進行比較而得到的。

負反饋調節的主要意義在於維持機體內環境的穩態，在負反饋情況時，反饋控制系統平時處於穩定狀態。還有一種負反饋調節：在人體內，下丘腦作為內分泌系統的調節中樞，通過分泌促激素釋放激素，使垂體分泌促激素，作用於其他內分泌腺，促進其他內分泌腺的分泌激素，各種內分泌腺分泌的激素過多，反過來會抑制下丘腦和垂體的功能，稱為負反饋調節。

負反饋調節是生態系統自我調節的基礎，它是生態系統中普遍存在的一種抑制性調節機制。例如，在草原生態系統中，食草動物瞪羚的數量增加，會引起其天敵獵豹數量的增加和草數量的下降，兩者共同作用引起瞪羚種羣數量下降，維持了生態系統中瞪羚數量的穩定。

負反饋在電子電路中應用非常廣泛。在放大電路中，利用負反饋可以穩定靜態工作點和放大倍數，可以減小非線性失真、擴展頻帶，還可以改變放大器的輸入阻抗和輸出抗阻。

電壓負反饋可以穩定放大電路的輸出電壓，因而輸出阻抗比無負反饋時減小；電流負反饋可穩定放大電路的輸出電流，因而輸出阻抗比無反饋時增大；串聯負反饋由於在輸入端串入反饋支路，因而輸入阻抗得以提高；並聯負反饋的輸入端由於並聯了反饋支路，因而輸入阻抗得以降低。

放大電路引入負反饋後，放大倍數雖有所降低，但對改善放大電路的性能有重要的作用。