กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 13 นาที

ข้อเสนอแนะ

การป้อนกลับ เกิดขึ้นเมื่อเอาต์พุตของระบบถูกส่งกลับเป็นอินพุตเป็นส่วนหนึ่งของ ห่วงโซ่ เหตุ และผล ที่ก่อให้เกิดวงจรหรือลูป [ 1 ] จากนั้นระบบก็อาจกล่าวได้ว่า ป้อนกลับ...

ข้อเสนอแนะ

วงจรป้อนกลับที่ผลลัพธ์ทั้งหมดของกระบวนการสามารถนำมาใช้เป็นปัจจัยนำเข้าเชิงสาเหตุของกระบวนการนั้นได้

การป้อนกลับเกิดขึ้นเมื่อเอาต์พุตของระบบถูกส่งกลับเป็นอินพุตเป็นส่วนหนึ่งของห่วงโซ่เหตุและผลที่ก่อให้เกิดวงจรหรือลูป[ 1 ]จากนั้นระบบก็อาจกล่าวได้ว่าป้อนกลับเข้าสู่ตัวมันเอง แนวคิดเรื่องเหตุและผลจะต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวังเมื่อนำไปใช้กับระบบป้อนกลับ:

การให้เหตุผลเชิงสาเหตุอย่างง่ายเกี่ยวกับระบบป้อนกลับเป็นเรื่องยาก เพราะระบบแรกมีอิทธิพลต่อระบบที่สอง และระบบที่สองมีอิทธิพลต่อระบบแรก ทำให้เกิดการให้เหตุผลแบบวนลูป ซึ่งทำให้การให้เหตุผลตามสาเหตุและผลมีความซับซ้อน และจำเป็นต้องวิเคราะห์ระบบโดยรวม ตามที่ Webster ให้ไว้ การป้อนกลับในธุรกิจคือการส่งข้อมูลการประเมินหรือการแก้ไขเกี่ยวกับการกระทำ เหตุการณ์ หรือกระบวนการไปยังแหล่งที่มาดั้งเดิมหรือแหล่งควบคุม[ 2 ]

— Karl Johan Åström และ Richard M. Murray, ระบบป้อนกลับ: บทนำสำหรับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกร[ 3 ]

ประวัติศาสตร์

กลไกการควบคุมตนเองมีมาตั้งแต่สมัยโบราณ และแนวคิดเรื่องการป้อนกลับเริ่มเข้ามาสู่ทฤษฎีเศรษฐศาสตร์ในบริเตนในช่วงศตวรรษที่ 18 แต่ในเวลานั้นยังไม่ได้รับการยอมรับว่าเป็นนามธรรมสากล จึงยังไม่มีชื่อเรียก[ 4 ]

อุปกรณ์ป้อนกลับเทียมตัวแรกที่รู้จักกันคือวาล์วลูกลอยสำหรับรักษาระดับน้ำให้คงที่ ซึ่งคิดค้นขึ้นในปี 270 ก่อนคริสต์ศักราชในเมืองอเล็กซานเดรียประเทศอียิปต์[ 5 ]อุปกรณ์นี้แสดงให้เห็นหลักการของการป้อนกลับ: ระดับน้ำต่ำจะเปิดวาล์ว ระดับน้ำที่สูงขึ้นจะป้อนกลับเข้าสู่ระบบ ปิดวาล์วเมื่อถึงระดับที่ต้องการ จากนั้นกระบวนการนี้จะเกิดขึ้นซ้ำเป็นวงจรเมื่อระดับน้ำผันผวน[ 5 ]

ตัวควบคุมแรงเหวี่ยงถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมระยะห่างและแรงดันระหว่างหินโม่ในกังหันลมตั้งแต่ศตวรรษที่ 17 ในปี 1788 เจมส์ วัตต์ได้ออกแบบตัวควบคุมแรงเหวี่ยงตัวแรกตามคำแนะนำของแมทธิว โบลตัน หุ้นส่วนทางธุรกิจของเขา เพื่อใช้ในเครื่องจักรไอน้ำที่พวกเขาผลิต เครื่องจักรไอน้ำในยุคแรกใช้การเคลื่อนที่แบบลูกสูบ อย่างเดียว และใช้สำหรับสูบน้ำ ซึ่งเป็นงานที่สามารถทนต่อความแปรผันของความเร็วในการทำงานได้ แต่การใช้เครื่องจักรไอน้ำในงานอื่นๆ ต้องการการควบคุมความเร็วที่แม่นยำยิ่งขึ้น

ในปี พ.ศ. 2411เจมส์คลาร์ก แม็กซ์เวลล์ได้เขียนบทความที่มีชื่อเสียงเรื่อง "เกี่ยวกับผู้ควบคุม" ซึ่งถือกันอย่างกว้างขวางว่าเป็นบทความคลาสสิกในทฤษฎีการควบคุมแบบป้อนกลับ[ 6 ]นี่เป็นบทความสำคัญเกี่ยวกับทฤษฎีการควบคุมและคณิตศาสตร์ของการป้อนกลับ

วลีคำกริยา " ป้อนกลับ " ในความหมายของการกลับไปยังตำแหน่งก่อนหน้าในกระบวนการทางกล ถูกนำมาใช้ในสหรัฐอเมริกาในช่วงทศวรรษ 1860 [ 7 ] [ 8 ]และในปี พ.ศ. 2452 คาร์ล เฟอร์ดินานด์ บราวน์ ผู้ได้รับรางวัลโนเบล ได้ ใช้คำว่า "ป้อนกลับ" เป็นคำนามเพื่ออ้างถึง การเชื่อมต่อ (ที่ไม่พึงประสงค์) ระหว่างส่วนประกอบของวงจรอิเล็กทรอนิกส์[ 9 ]

ภายในสิ้นปี พ.ศ. 2455 นักวิจัยที่ใช้เครื่องขยายเสียงอิเล็กทรอนิกส์รุ่นแรก ( ออเดียน ) ค้นพบว่าการเชื่อมต่อส่วนหนึ่งของสัญญาณเอาต์พุตกลับไปยังวงจรอินพุตโดยเจตนาจะช่วยเพิ่มการขยายสัญญาณ (ผ่านการสร้างใหม่ ) แต่ก็จะทำให้ออเดียนส่งเสียงหอนหรือร้องเพลงด้วย[ 10 ]การกระทำของการป้อนกลับสัญญาณจากเอาต์พุตไปยังอินพุตนี้ทำให้เกิดการใช้คำว่า "ฟีดแบ็ก" เป็นคำที่แยกต่างหากในปี พ.ศ. 2463 [ 10 ] การเพิ่มฟีดแบ็กทำให้เกิดการสร้างใหม่ขั้นสูง

การพัฒนาด้านไซเบอร์เนติกส์ตั้งแต่ทศวรรษ 1940 เป็นต้นมา มุ่งเน้นไปที่การศึกษาเกี่ยวกับกลไกการตอบสนองเชิงสาเหตุแบบวงกลม

ตลอดหลายปีที่ผ่านมา มีข้อถกเถียงกันบ้างเกี่ยวกับนิยามที่ดีที่สุดของฟีดแบ็ก ตามที่นักไซเบอร์เนติกส์Ashby (1956) กล่าวไว้ นักคณิตศาสตร์และนักทฤษฎีที่สนใจหลักการของกลไกฟีดแบ็กนั้น นิยมนิยามของ "ความเป็นวงกลมของการกระทำ" ซึ่งทำให้ทฤษฎีนั้นเรียบง่ายและสอดคล้องกัน สำหรับผู้ที่มีเป้าหมายในทางปฏิบัติมากกว่า ฟีดแบ็กควรเป็นผลกระทบที่ตั้งใจเกิดขึ้นผ่านการเชื่อมต่อที่จับต้องได้มากกว่า

[นักทดลองเชิงปฏิบัติ] คัดค้านคำจำกัดความของนักคณิตศาสตร์ โดยชี้ให้เห็นว่าสิ่งนี้จะบังคับให้พวกเขาต้องกล่าวว่ามีฟีดแบ็กอยู่ในลูกตุ้มธรรมดา ... ระหว่างตำแหน่งและโมเมนตัมของมัน ซึ่งเป็น "ฟีดแบ็ก" ที่จากมุมมองเชิงปฏิบัติแล้วค่อนข้างลึกลับ นักคณิตศาสตร์จึงโต้กลับว่า หากจะพิจารณาว่ามีฟีดแบ็กอยู่เฉพาะเมื่อมีลวดหรือเส้นประสาทจริง ๆ ที่ใช้แทนเท่านั้น ทฤษฎีก็จะวุ่นวายและเต็มไปด้วยสิ่งที่ไม่เกี่ยวข้อง[ 11 ] : 54

โดยมุ่งเน้นการใช้งานในทฤษฎีการจัดการ Ramaprasad (1983) นิยามฟีดแบ็กโดยทั่วไปว่า "...ข้อมูลเกี่ยวกับช่องว่างระหว่างระดับจริงและระดับอ้างอิงของพารามิเตอร์ระบบ" ซึ่งใช้เพื่อ "เปลี่ยนแปลงช่องว่างในบางวิธี" เขาเน้นย้ำว่าข้อมูลเพียงอย่างเดียวไม่ถือเป็นฟีดแบ็กหากไม่ได้นำไปปฏิบัติ[ 12 ]

ประเภท

คำติชมทั้งด้านบวกและด้านลบ

การรักษาระดับประสิทธิภาพของระบบให้คงที่แม้ในสภาวะที่มีการรบกวน โดยใช้การป้อนกลับเชิงลบเพื่อลดข้อผิดพลาดของระบบ
ตัวอย่างของวงจรป้อนกลับเชิงลบที่มีเป้าหมาย
ตัวอย่างของวงจรป้อนกลับเชิงบวก

การป้อนกลับเชิงบวก: หากสัญญาณป้อนกลับจากเอาต์พุตมีเฟสตรงกับสัญญาณอินพุต การป้อนกลับนั้นเรียกว่าการป้อนกลับเชิงบวก

การป้อนกลับเชิงลบ: หากสัญญาณป้อนกลับมีเฟสต่างจากสัญญาณอินพุต 180° การป้อนกลับนั้นเรียกว่าการป้อนกลับเชิงลบ

ตัวอย่างหนึ่งของการป้อนกลับเชิงลบคือ แผนภาพอาจแสดงถึง ระบบ ควบคุมความเร็วอัตโนมัติในรถยนต์ที่ปรับความเร็วให้ตรงกับความเร็วเป้าหมาย เช่น ความเร็วจำกัด ระบบที่ถูกควบคุมคือรถยนต์ โดยมีอินพุตประกอบด้วยแรงบิดรวมจากเครื่องยนต์และจากการเปลี่ยนแปลงความลาดชันของถนน (สิ่งรบกวน) ความเร็วของรถยนต์ (สถานะ) วัดได้จากมาตรวัดความเร็วสัญญาณความคลาดเคลื่อนคือความแตกต่างระหว่างความเร็วที่วัดได้จากมาตรวัดความเร็วและความเร็วเป้าหมาย (จุดตั้งค่า) ตัวควบคุมจะตีความความเร็วเพื่อปรับคันเร่ง สั่งการให้เชื้อเพลิงไหลไปยังเครื่องยนต์ (ตัวกระทำ) การเปลี่ยนแปลงของแรงบิดเครื่องยนต์ที่เกิดขึ้น ซึ่งเป็นการป้อนกลับ จะรวมกับแรงบิดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงความลาดชันของถนนเพื่อลดความคลาดเคลื่อนของความเร็ว ลดการเปลี่ยนแปลงความลาดชันให้น้อยที่สุด

คำว่า "บวก" และ "ลบ" ถูกนำมาใช้กับฟีดแบ็กเป็นครั้งแรกก่อนสงครามโลกครั้งที่ 2 แนวคิดของฟีดแบ็กบวกมีอยู่แล้วในช่วงทศวรรษที่ 1920 เมื่อมีการสร้างวงจรสร้างใหม่[ 13 ] Friis และ Jensen (1924) อธิบายวงจรนี้ในชุดของเครื่องขยายเสียงอิเล็กทรอนิกส์ว่าเป็นกรณีที่การกระทำ "ฟีดแบ็ก" เป็นบวกตรงกันข้ามกับการกระทำฟีดแบ็กลบ ซึ่งพวกเขาได้กล่าวถึงเพียงเล็กน้อย[ 14 ] บทความคลาสสิกของ Harold Stephen Blackในปี 1934 เป็นครั้งแรกที่อธิบายรายละเอียดการใช้ฟีดแบ็กลบในเครื่องขยายเสียงอิเล็กทรอนิกส์ ตามที่ Black กล่าวไว้ว่า:

การป้อนกลับเชิงบวกจะเพิ่มการขยายของแอมพลิฟายเออร์ การป้อนกลับเชิงลบจะลดการขยายลง[ 15 ]

ตามที่ Mindell (2002) กล่าวไว้ ความสับสนในเงื่อนไขต่างๆ เกิดขึ้นหลังจากนั้นไม่นาน:

...  Friis และ Jensen ได้ทำการแยกแยะความแตกต่างแบบเดียวกับที่ Black ใช้ระหว่าง "การป้อนกลับเชิงบวก" และ "การป้อนกลับเชิงลบ" โดยไม่ได้พิจารณาจากเครื่องหมายของการป้อนกลับเอง แต่พิจารณาจากผลกระทบต่ออัตราขยายของเครื่องขยายเสียง ในทางตรงกันข้าม Nyquist และ Bode เมื่อพวกเขาสร้างงานต่อจากงานของ Black ได้อ้างถึงการป้อนกลับเชิงลบว่าเป็นการป้อนกลับที่มีเครื่องหมายกลับกัน Black มีปัญหาในการโน้มน้าวผู้อื่นถึงประโยชน์ของสิ่งประดิษฐ์ของเขา ส่วนหนึ่งเป็นเพราะความสับสนเกี่ยวกับเรื่องพื้นฐานของคำจำกัดความ[ 13 ] : 121

แม้ก่อนที่คำศัพท์เหล่านี้จะถูกนำมาใช้เจมส์ คลาร์ก แม็กซ์เวลล์ก็ได้อธิบายแนวคิดของพวกเขาผ่าน "การเคลื่อนที่ของส่วนประกอบ" หลายประเภทที่เกี่ยวข้องกับตัวควบคุมแรงเหวี่ยง ที่ใช้ในเครื่องยนต์ไอน้ำ เขาแยกแยะความแตกต่างระหว่างการเคลื่อนที่ที่นำไปสู่ การเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของการรบกวนหรือแอมพลิจูดของคลื่นหรือการสั่น กับการเคลื่อนที่ที่นำไปสู่การลดลงของคุณภาพเดียวกัน[ 16 ]

ศัพท์เฉพาะ

คำว่า "ผลตอบรับเชิงบวก" และ "ผลตอบรับเชิงลบ" มีคำจำกัดความที่แตกต่างกันไปในแต่ละสาขาวิชา

  1. การเปลี่ยนแปลงของช่องว่างระหว่างค่าอ้างอิงและค่าจริงของพารามิเตอร์หรือลักษณะเฉพาะ โดยขึ้นอยู่กับว่าช่องว่างนั้นกว้างขึ้น (เป็นบวก) หรือแคบลง (เป็นลบ) [ 12 ]
  2. ค่าของการกระทำหรือผลกระทบที่เปลี่ยนแปลงช่องว่าง โดยพิจารณาจากว่าทำให้ผู้รับหรือผู้สังเกตมีความสุข (เชิงบวก) หรือไม่มีความสุข (เชิงลบ) [ 17 ]

คำจำกัดความทั้งสองอาจทำให้สับสนได้ เช่น เมื่อใช้สิ่งจูงใจ (รางวัล) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพที่ไม่ดี (ลดช่องว่าง) อ้างอิงถึงคำจำกัดความที่ 1 ผู้เขียนบางคนใช้คำอื่นแทน โดยแทนที่คำว่าบวกและลบด้วยการเสริมแรงตนเองและการแก้ไขตนเอง [ 18 ] การเสริมแรงและการปรับสมดุล [ 19 ] การเพิ่มความแตกต่างและการลดความแตกต่าง[ 20 ]หรือการฟื้นฟูและการเสื่อมถอย[ 21 ]ตามลำดับ และสำหรับคำจำกัดความที่ 2 ผู้เขียนบางคนส่งเสริมการอธิบายการกระทำหรือผลกระทบเป็นการเสริม แรง หรือการลงโทษเชิงบวกและเชิงลบ มากกว่าการป้อนกลับ[ 12 ] [ 22 ] กระนั้น แม้แต่ในสาขาวิชาเดียว ตัวอย่างของข้อเสนอแนะก็สามารถเรียกว่าเป็นบวกหรือลบได้ ขึ้นอยู่กับวิธีการวัดหรืออ้างอิงค่า[ 23 ]

ความสับสนนี้อาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากคำติชมสามารถใช้เพื่อให้ข้อมูลหรือกระตุ้นและมักมีทั้ง องค์ประกอบ เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณดังที่ Connellan และ Zemke (1993) กล่าวไว้ว่า:

ข้อเสนอแนะ เชิงปริมาณบอกเราว่ามากน้อยแค่ไหนและจำนวนเท่าใด ข้อเสนอแนะ เชิงคุณภาพบอกเราว่าดี แย่ หรือเฉยๆ[ 24 ] : 102

ข้อจำกัดของคำติชมเชิงลบและเชิงบวก

แม้ว่าระบบที่เรียบง่ายบางครั้งอาจถูกอธิบายว่าเป็นประเภทใดประเภทหนึ่งได้ แต่ระบบจำนวนมากที่มีวงจรป้อนกลับไม่สามารถจัดให้อยู่ในประเภทใดประเภทหนึ่งได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีวงจรป้อนกลับหลายวง

เมื่อมีเพียงสองส่วนที่เชื่อมต่อกันโดยที่แต่ละส่วนส่งผลกระทบต่อกัน คุณสมบัติของการป้อนกลับจะให้ข้อมูลที่สำคัญและมีประโยชน์เกี่ยวกับคุณสมบัติของส่วนรวม แต่เมื่อจำนวนส่วนเพิ่มขึ้นเป็นสี่ส่วน หากแต่ละส่วนส่งผลกระทบต่ออีกสามส่วน ก็สามารถติดตามวงจรได้ถึงยี่สิบวงจร และการรู้คุณสมบัติของวงจรทั้งยี่สิบวงจรก็ไม่ได้ให้ข้อมูลที่สมบูรณ์เกี่ยวกับระบบ[ 11 ] : 54

ข้อเสนอแนะประเภทอื่นๆ

โดยทั่วไป ระบบป้อนกลับสามารถมีสัญญาณป้อนกลับได้หลายสัญญาณ และวงจรป้อนกลับมักประกอบด้วยการป้อนกลับเชิงบวกและเชิงลบผสมกัน ซึ่งการป้อนกลับเชิงบวกและเชิงลบอาจมีอิทธิพลเหนือกว่าที่ความถี่ต่างกันหรือจุดต่างกันในพื้นที่สถานะของระบบ

คำว่าการป้อนกลับแบบสองขั้วได้รับการบัญญัติขึ้นเพื่ออ้างถึงระบบชีวภาพที่ระบบป้อนกลับเชิงบวกและเชิงลบสามารถโต้ตอบกันได้ โดยผลลัพธ์ของระบบหนึ่งส่งผลต่ออินพุตของอีกระบบหนึ่ง และในทางกลับกัน[ 25 ]

ระบบที่มีการป้อนกลับบางระบบอาจมีพฤติกรรมที่ซับซ้อนมาก เช่นพฤติกรรมอลหม่านในระบบที่ไม่เป็นเชิงเส้น ในขณะที่ระบบอื่นๆ มีพฤติกรรมที่คาดเดาได้มากกว่า เช่น ระบบที่ใช้ในการสร้างและออกแบบระบบดิจิทัล

การป้อนกลับ (Feedback) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบดิจิทัล ตัวอย่างเช่น ตัวนับเลขฐานสองและอุปกรณ์ที่คล้ายกันใช้การป้อนกลับ โดยใช้สถานะปัจจุบันและอินพุตในการคำนวณสถานะใหม่ จากนั้นจึงป้อนสถานะใหม่นั้นกลับเข้าไปในอุปกรณ์และส่งสัญญาณนาฬิกาเพื่ออัปเดตสถานะ

แอปพลิเคชัน

คณิตศาสตร์และระบบพลวัต

การป้อนกลับสามารถก่อให้เกิดพฤติกรรมที่ซับซ้อนอย่างเหลือเชื่อได้เซตแมนเดลบร็อต (สีดำ) ภายในสภาพแวดล้อมที่มีสีต่อเนื่องนั้นถูกสร้างขึ้นโดยการป้อนค่ากลับซ้ำๆ ผ่านสมการอย่างง่าย และบันทึกจุดบนระนาบเชิงซ้อนที่ไม่เกิดการล divergence

โดยการใช้คุณสมบัติการป้อนกลับ พฤติกรรมของระบบสามารถเปลี่ยนแปลงเพื่อตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชันได้ ระบบสามารถทำให้เสถียร ตอบสนอง หรือคงที่ได้ มีการแสดงให้เห็นว่าระบบไดนามิกที่มีการป้อนกลับจะปรับตัวเข้ากับขอบของความโกลาหล[ 26 ]

ฟิสิกส์

ระบบทางกายภาพนำเสนอการป้อนกลับผ่านปฏิสัมพันธ์ระหว่างส่วนต่างๆ การป้อนกลับยังเกี่ยวข้องกับการควบคุมเงื่อนไขการทดลอง การลดเสียงรบกวน และการควบคุมสัญญาณ[ 27 ]อุณหพลศาสตร์ของระบบที่ควบคุมด้วยการป้อนกลับดึงดูดความสนใจของนักฟิสิกส์มาตั้งแต่ปีศาจของแม็กซ์เวลล์โดยมีความก้าวหน้าล่าสุดเกี่ยวกับผลที่ตามมาสำหรับการลดเอนโทรปีและการเพิ่มประสิทธิภาพ[ 28 ] [ 29 ]

ชีววิทยา

ใน ระบบ ชีวภาพเช่นสิ่งมีชีวิตระบบนิเวศหรือชีวมณฑลพารามิเตอร์ส่วนใหญ่ต้องอยู่ภายใต้การควบคุมภายในช่วงแคบๆ รอบระดับที่เหมาะสมที่สุดภายใต้สภาวะแวดล้อมบางอย่าง การเบี่ยงเบนจากค่าที่เหมาะสมที่สุดของพารามิเตอร์ที่ควบคุมอาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมภายในและภายนอก การเปลี่ยนแปลงของสภาวะแวดล้อมบางอย่างอาจทำให้ต้องเปลี่ยนแปลงช่วงนั้นด้วยเพื่อให้ระบบทำงานได้ ค่าของพารามิเตอร์ที่ต้องรักษาไว้จะถูกบันทึกโดยระบบรับสัญญาณและส่งไปยังโมดูลควบคุมผ่านช่องทางข้อมูล ตัวอย่างเช่น การแกว่งตัว ของ อินซูลิน

ระบบชีวภาพประกอบด้วยวงจรควบคุมหลายประเภท ทั้งแบบบวกและแบบลบ เช่นเดียวกับในบริบทอื่นๆ คำว่าบวกและลบไม่ได้หมายความว่าการตอบสนองนั้นจะก่อให้เกิด ผล ดีหรือ ผล เสียการตอบสนองแบบลบมักจะทำให้กระบวนการช้าลง ในขณะที่การตอบสนองแบบบวกมักจะทำให้กระบวนการเร็วขึ้นเซลล์ประสาทกระจกเป็นส่วนหนึ่งของระบบการตอบสนองทางสังคม เมื่อ สมอง เลียนแบบ การกระทำที่สังเกตเห็น เช่น การกระทำที่ตนเองทำ

ความสมบูรณ์ของเนื้อเยื่อปกติได้รับการรักษาไว้โดยปฏิสัมพันธ์แบบป้อนกลับระหว่างเซลล์ประเภทต่างๆ ที่มีตัวกลางคือโมเลกุลการยึดเกาะและโมเลกุลที่หลั่งออกมาซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกลาง ความล้มเหลวของกลไกป้อนกลับที่สำคัญในมะเร็งทำให้การทำงานของเนื้อเยื่อหยุดชะงัก[ 30 ] ในเนื้อเยื่อที่ได้รับบาดเจ็บหรือติดเชื้อ ตัวกลางการอักเสบจะกระตุ้นการตอบสนองแบบป้อนกลับในเซลล์ ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนและเปลี่ยนแปลงกลุ่มของโมเลกุลที่แสดงออกและหลั่งออกมา รวมถึงโมเลกุลที่กระตุ้นให้เซลล์ต่างๆ ทำงานร่วมกันและฟื้นฟูโครงสร้างและการทำงานของเนื้อเยื่อ การป้อนกลับประเภทนี้มีความสำคัญเพราะช่วยให้เกิดการประสานงานของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันและการฟื้นตัวจากการติดเชื้อและการบาดเจ็บ ในระหว่างที่เป็นมะเร็ง องค์ประกอบสำคัญของการป้อนกลับนี้ล้มเหลว ซึ่งทำให้การทำงานของเนื้อเยื่อและภูมิคุ้มกันหยุดชะงัก[ 31 ] [ 32 ]

กลไกการป้อนกลับได้รับการอธิบายครั้งแรกในแบคทีเรีย ซึ่งสารอาหารกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในหน้าที่การเผาผลาญบางอย่างของพวกมัน[ 33 ] การป้อนกลับยังเป็นศูนย์กลางในการทำงานของยีนและเครือข่ายควบคุมยีนโปรตีนตัวยับยั้ง (ดูLac repressor ) และโปรตีนตัวกระตุ้น ถูกใช้เพื่อสร้างโอเปรอน ทางพันธุกรรม ซึ่ง François JacobและJacques Monodระบุในปี 1961 ว่าเป็นวงจรป้อนกลับ [ 34 ] วงจรป้อนกลับเหล่านี้อาจเป็นบวก (เช่นในกรณีของการเชื่อมโยงระหว่างโมเลกุลน้ำตาลและโปรตีนที่นำน้ำตาลเข้าสู่เซลล์แบคทีเรีย) หรือลบ (เช่นในกรณีของ การบริโภค ทางเมตาบอลิซึม )

ในระดับที่ใหญ่ขึ้น ฟีดแบ็กสามารถมีผลทำให้ประชากรสัตว์มีเสถียรภาพได้ แม้ว่าจะได้รับผลกระทบอย่างมากจากการเปลี่ยนแปลงภายนอกก็ตาม แม้ว่าความล่าช้าของเวลาในการตอบสนองต่อฟีดแบ็กอาจทำให้เกิดวัฏจักรผู้ล่า-เหยื่อได้[ 35 ]

ในทางเอนไซม์วิทยากลไกป้อนกลับทำหน้าที่ควบคุมกิจกรรมของเอนไซม์โดยผลิตภัณฑ์โดยตรงหรือเมตาโบไลต์ปลายทางในวิถีเมตาบอลิซึม (ดูการควบคุมแบบอัลโลสเตอริก )

แกนไฮโปทาลามัส-ต่อมใต้สมอง-ต่อมหมวกไตถูกควบคุมโดยกลไกป้อนกลับเชิงบวกและเชิงลบเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งกลไกเหล่านี้ส่วนใหญ่ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด

ในทางจิตวิทยาร่างกายจะได้รับสิ่งเร้าจากสิ่งแวดล้อมหรือภายในซึ่งทำให้เกิดการหลั่งฮอร์โมนการหลั่งฮอร์โมนอาจทำให้มีการหลั่งฮอร์โมนเหล่านั้นมากขึ้น ทำให้เกิดวงจรป้อนกลับเชิงบวก วงจรนี้ยังพบได้ในพฤติกรรมบางอย่าง ตัวอย่างเช่น "วงจรความอับอาย" เกิดขึ้นในคนที่หน้าแดงง่าย เมื่อพวกเขารู้ตัวว่ากำลังหน้าแดง พวกเขาก็จะยิ่งอับอายมากขึ้น ซึ่งนำไปสู่การหน้าแดงมากขึ้นเรื่อยๆ[ 36 ]

วิทยาศาสตร์ภูมิอากาศ

ผลกระทบบางอย่างของภาวะโลกร้อนอาจส่งเสริม ( ปฏิกิริยาตอบสนองเชิงบวก ) หรือยับยั้ง ( ปฏิกิริยาตอบสนองเชิงลบ ) ภาวะโลกร้อนได้[ 37 ] [ 38 ]

ระบบภูมิอากาศมีลักษณะเฉพาะคือมีวงจรป้อนกลับเชิงบวกและเชิงลบที่รุนแรงระหว่างกระบวนการต่างๆ ที่ส่งผลต่อสภาวะของบรรยากาศ มหาสมุทร และพื้นดิน ตัวอย่างง่ายๆ คือ วงจรป้อน กลับเชิงบวกของน้ำแข็งและค่าการสะท้อนแสงซึ่งการละลายของหิมะจะเผยให้เห็นพื้นดินสีเข้มมากขึ้น (ที่มีค่าการสะท้อนแสง ต่ำกว่า ) ซึ่งจะดูดซับความร้อนและทำให้หิมะละลายมากขึ้น

ทฤษฎีการควบคุม

มีการใช้ฟีดแบ็กอย่างกว้างขวางในทฤษฎีการควบคุม โดยใช้วิธีการที่หลากหลาย รวมถึงพื้นที่สถานะ (การควบคุม)ฟีดแบ็กสถานะเต็มรูปแบบและอื่นๆ ในบริบทของทฤษฎีการควบคุม "ฟีดแบ็ก" ตามธรรมเนียมแล้วถือว่าหมายถึง "ฟีดแบ็กเชิงลบ" [ 39 ]

ตัวควบคุมอเนกประสงค์ทั่วไปที่ใช้กลไกการป้อนกลับแบบวงจรควบคุมคือ ตัวควบคุม สัดส่วน-อินทิกรัล-อนุพันธ์ (PID) โดยทั่วไปแล้ว เทอมของตัวควบคุม PID สามารถตีความได้ว่าสอดคล้องกับเวลา: เทอมสัดส่วนขึ้นอยู่กับ ข้อผิดพลาด ในปัจจุบันเทอมอินทิกรัลขึ้นอยู่กับการสะสมของ ข้อผิดพลาด ในอดีตและเทอมอนุพันธ์เป็นการทำนาย ข้อผิดพลาด ในอนาคตโดยอิงจากอัตราการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน[ 40 ]

การศึกษา

สำหรับข้อเสนอแนะในบริบททางการศึกษา โปรดดูที่ข้อเสนอแนะเชิงแก้ไข

วิศวกรรมเครื่องกล

ในสมัยโบราณวาล์วลูกลอยถูกใช้เพื่อควบคุมการไหลของน้ำในนาฬิกาน้ำของ ชาวกรีกและโรมัน นอกจากนี้ วาล์วลูกลอยที่คล้ายกันยังถูกใช้เพื่อควบคุมเชื้อเพลิงในคาร์บูเรเตอร์ และยังใช้เพื่อควบคุมระดับน้ำในถังของ โถสุขภัณฑ์แบบกดน้ำอีก ด้วย

คอร์เนลิอุส เดร็บเบล (ค.ศ. 1572–1633) นักประดิษฐ์ชาวดัตช์สร้างเทอร์โมสตัท (ประมาณ ค.ศ. 1620) เพื่อควบคุมอุณหภูมิของเครื่องฟักไข่ไก่และเตาเผาสารเคมี ในปี ค.ศ. 1745 เอ็ดมันด์ ลี ช่างตีเหล็ก ได้ปรับปรุงกังหันลมโดยการเพิ่มหางพัดเพื่อให้หน้ากังหันลมหันเข้าหาลม ในปี ค.ศ. 1787 ทอม มีด ควบคุมความเร็วในการหมุนของกังหันลมโดยใช้ลูกตุ้มแรงเหวี่ยงเพื่อปรับระยะห่างระหว่างหินฐานและหินตัววิ่ง (เช่น เพื่อปรับน้ำหนักบรรทุก)

การใช้ตัวควบคุมแรงเหวี่ยงของเจมส์ วัตต์ในปี 1788 เพื่อควบคุมความเร็วของเครื่องยนต์ไอน้ำ ของเขา เป็นปัจจัยหนึ่งที่นำไปสู่การปฏิวัติอุตสาหกรรมเครื่องยนต์ไอน้ำยังใช้วาล์วลูกลอยและวาล์วปล่อยแรงดันเป็นอุปกรณ์ควบคุมเชิงกลการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ของตัวควบคุมของวัตต์ดำเนินการโดยเจมส์ คลาร์ก แม็กซ์เวลล์ในปี 1868 [ 16 ]

เรือเกรทอีสเทิร์นเป็นหนึ่งในเรือกลไฟที่ใหญ่ที่สุดในยุคนั้น และใช้หางเสือที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำพร้อมกลไกป้อนกลับที่ออกแบบในปี พ.ศ. 2409 โดยจอห์น แมคฟาร์เลน เกรย์โจเซฟ ฟาร์คอตบัญญัติคำว่าเซอร์โวในปี พ.ศ. 2416 เพื่ออธิบายระบบบังคับเลี้ยวที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ ต่อมามีการใช้เซอร์โวไฮดรอลิกในการวางตำแหน่งปืนเอลเมอร์ แอมโบรส สเปอร์รีจากบริษัทสเปอร์รี ออกแบบระบบ ควบคุมการเดินเรือ อัตโนมัติ เครื่องแรกในปี พ.ศ. 2455 นิโคลัส ไมเนอร์สกี ตีพิมพ์บทวิเคราะห์เชิงทฤษฎีเกี่ยวกับการบังคับเลี้ยวเรืออัตโนมัติในปี พ.ศ. 2465 และอธิบายตัวควบคุม PID [ 41 ]

เครื่องยนต์สันดาปภายในในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ใช้กลไกป้อนกลับเชิงกล เช่นการปรับจังหวะการจุดระเบิดด้วยสุญญากาศแต่กลไกป้อนกลับเชิงกลถูกแทนที่ด้วยระบบจัดการเครื่องยนต์ อิเล็กทรอนิกส์เมื่อ ไมโครคอนโทรลเลอร์แบบชิปเดี่ยวขนาดเล็ก แข็งแรง และทรงพลังมีราคาที่เข้าถึงได้

วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์

รูปแบบที่ง่ายที่สุดของแอมพลิฟายเออร์ป้อนกลับสามารถแสดงได้ด้วยแผนภาพบล็อกในอุดมคติที่ประกอบด้วยองค์ประกอบด้านเดียว[ 42 ]

การใช้ฟีดแบ็กเป็นเรื่องที่พบได้ทั่วไปในการออกแบบ ชิ้นส่วน อิเล็กทรอนิกส์เช่นแอมพลิฟายเออร์ออสซิลเลเตอร์และวงจรลอจิก แบบมีสถานะ เช่นฟลิปฟลอปและเคาน์เตอร์นอกจากนี้ ระบบฟีดแบ็กอิเล็กทรอนิกส์ยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมกระบวนการทางกล ความร้อน และกระบวนการทางกายภาพอื่นๆ ด้วย

หากสัญญาณกลับด้านระหว่างทางในวงจรควบคุม ระบบจะเรียกว่ามีการป้อนกลับเชิงลบ [ 43 ] มิฉะนั้น การป้อนกลับจะเรียกว่าเป็นการป้อน กลับ เชิงบวก การป้อนกลับเชิงลบมักถูกนำมาใช้โดยเจตนาเพื่อเพิ่มเสถียรภาพและความแม่นยำของระบบโดยการแก้ไขหรือลดอิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงที่ไม่พึงประสงค์ แผนการนี้อาจล้มเหลวหากอินพุตเปลี่ยนแปลงเร็วกว่าที่ระบบจะตอบสนองได้ เมื่อเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ ความล่าช้าในการมาถึงของสัญญาณแก้ไขอาจส่งผลให้เกิดการแก้ไขมากเกินไป ทำให้เอาต์พุตเกิดการสั่นหรือ "แกว่ง" [ 44 ]แม้ว่ามักจะเป็นผลที่ไม่พึงประสงค์จากพฤติกรรมของระบบ แต่ผลกระทบนี้ถูกนำมาใช้โดยเจตนาในออสซิลเลเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

แฮร์รี ไนควิสต์ที่ห้องปฏิบัติการเบลล์ได้คิดค้นเกณฑ์ความเสถียรของไนควิสต์เพื่อใช้ในการพิจารณาความเสถียรของระบบป้อนกลับ วิธีที่ง่ายกว่า แต่ไม่ครอบคลุมเท่า คือการใช้แผนภูมิโบเดที่พัฒนาโดยเฮนดริก โบเดเพื่อกำหนดขอบเขตอัตราขยายและขอบเขตเฟสการออกแบบเพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรนั้น มักเกี่ยวข้องกับการชดเชยความถี่เพื่อควบคุมตำแหน่งของขั้วของตัวขยายสัญญาณ

วงจรป้อนกลับอิเล็กทรอนิกส์ใช้เพื่อควบคุมเอาต์พุตของ อุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์เช่นเครื่องขยายเสียงวงจรป้อนกลับจะเกิดขึ้นเมื่อเอาต์พุตทั้งหมดหรือบางส่วนถูกป้อนกลับไปยังอินพุต อุปกรณ์จะทำงานแบบวงจรเปิดหากไม่มีการใช้การป้อนกลับเอาต์พุต และทำงานแบบวงจรปิดหากมีการใช้การป้อนกลับ[ 45 ]

เมื่อต่อวงจรขยายสัญญาณสองตัวขึ้นไปเข้าด้วยกันโดยใช้การป้อนกลับเชิงบวก จะสามารถสร้างพฤติกรรมที่ซับซ้อนได้ วงจรขยายสัญญาณแบบมัลติไวเบรเตอร์ เหล่านี้ มีการใช้งานอย่างแพร่หลายและรวมถึง:

  • วงจรอะสเตเบิล ซึ่งทำหน้าที่เป็นออสซิลเลเตอร์
  • วงจรโมโนสเตเบิล คือวงจรที่สามารถถูกผลักเข้าไปในสถานะหนึ่งได้ และจะกลับคืนสู่สถานะเสถียรหลังจากช่วงเวลาหนึ่ง
  • วงจรไบสเตเบิล คือวงจรที่มีสถานะเสถียรสองสถานะที่สามารถสลับไปมาระหว่างกันได้

คำติชมเชิงลบ

การป้อนกลับเชิงลบเกิดขึ้นเมื่อสัญญาณเอาต์พุตที่ป้อนกลับมีเฟสสัมพัทธ์ 180° เมื่อเทียบกับสัญญาณอินพุต (กลับหัว) สถานการณ์นี้บางครั้งเรียกว่าเฟสไม่ตรงกันแต่คำนี้ยังใช้เพื่อระบุการแยกเฟสอื่นๆ เช่น "เฟสไม่ตรงกัน 90°" การป้อนกลับเชิงลบสามารถใช้เพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดของเอาต์พุตหรือเพื่อลดความไวของระบบต่อความผันผวนที่ไม่ต้องการ[ 46 ]ในแอมพลิฟายเออร์ป้อนกลับ การแก้ไขนี้โดยทั่วไปใช้สำหรับการลดการบิดเบือน ของรูปคลื่น [ 47 ]หรือเพื่อกำหนด ระดับ การขยาย ที่ระบุไว้ นิพจน์ทั่วไปสำหรับการขยายของแอมพลิฟายเออร์ป้อนกลับเชิงลบคือแบบจำลองการขยายเชิง เส้น กำกับ

คำติชมเชิงบวก

การป้อนกลับเชิงบวกเกิดขึ้นเมื่อสัญญาณป้อนกลับมีเฟสตรงกับสัญญาณอินพุต ภายใต้เงื่อนไขการขยายสัญญาณบางอย่าง การป้อนกลับเชิงบวกจะเสริมสัญญาณอินพุตจนถึงจุดที่เอาต์พุตของอุปกรณ์แกว่งไปมาระหว่างสถานะสูงสุดและต่ำสุดที่เป็นไปได้ การป้อนกลับเชิงบวกอาจทำให้เกิดฮิสเทอรีซิสในวงจรได้ ซึ่งอาจทำให้วงจรไม่สนใจสัญญาณขนาดเล็กและตอบสนองเฉพาะสัญญาณขนาดใหญ่เท่านั้น บางครั้งใช้เพื่อกำจัดสัญญาณรบกวนจากสัญญาณดิจิทัล ภายใต้สถานการณ์บางอย่าง การป้อนกลับเชิงบวกอาจทำให้เกิดการล็อกของอุปกรณ์ กล่าวคือ ไปถึงสภาวะที่เอาต์พุตถูกล็อกไว้ที่สถานะสูงสุดหรือต่ำสุด ข้อเท็จจริงนี้ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลเพื่อสร้าง วงจร ไบสเตเบิลสำหรับการจัดเก็บข้อมูลแบบชั่วคราว

เสียงแหลมดังที่บางครั้งเกิดขึ้นในระบบขยายเสียงระบบกระจายเสียงสาธารณะและดนตรีร็อคเรียกว่าเสียงสะท้อน (audio feedback ) หากไมโครโฟนอยู่ด้านหน้าลำโพงที่เชื่อมต่ออยู่ เสียงที่ไมโครโฟนรับได้จะออกมาจากลำโพง และถูกรับโดยไมโครโฟนอีกครั้งแล้วขยายเสียงซ้ำ หากอัตราขยายของวงจร (loop gain)สูงพอ เสียงหอนหรือเสียงแหลมดังแม้ในกำลังขยายสูงสุดของเครื่องขยายเสียงก็เป็นไปได้

อัตราขยายลูป

อัตราขยายของ วงจรป้อนกลับ (Loop gain)คือผลรวมของอัตราขยายซึ่งแสดงเป็นอัตราส่วนหรือในหน่วยเดซิเบลรอบวงจรป้อนกลับ ในวงจรป้อนกลับ สัญญาณเอาต์พุตของอุปกรณ์ กระบวนการ หรือระบบจะถูกสุ่มตัวอย่างและนำไปใช้เพื่อเปลี่ยนแปลงสัญญาณอินพุต เพื่อควบคุมเอาต์พุตได้ดียิ่งขึ้น อัตราขยายของวงจรป้อนกลับ พร้อมกับแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับการเลื่อนเฟส ของวงจรป้อนกลับ จะกำหนดพฤติกรรมของอุปกรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งว่าเอาต์พุตนั้นเสถียรหรือไม่เสถียร ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการสั่นการตระหนักถึงความสำคัญของอัตราขยายของวงจรป้อนกลับในฐานะพารามิเตอร์สำหรับการกำหนดคุณลักษณะของวงจรขยายสัญญาณป้อนกลับทางอิเล็กทรอนิกส์นั้น เกิดขึ้นครั้งแรกโดยไฮน์ริช บาร์คเฮาเซนในปี 1921 และได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมโดยเฮนดริก เวด โบเดและแฮร์รี ไนควิสต์ที่เบลล์แล็บส์ในช่วงทศวรรษ 1930

สัญญาณอินพุตถูกป้อนเข้าสู่แอมพลิฟายเออร์ที่มีอัตราขยายแบบวงจรเปิดAและถูกขยาย เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ถูกป้อนเข้าสู่เครือข่ายป้อนกลับที่มีอัตราขยายBและถูกลบออกจากสัญญาณอินพุตของแอมพลิฟายเออร์ อัตราขยายแบบวงจรปิดคือผลคูณของอัตราขยายทั้งหมดในวงจร ในแผนภาพที่แสดง อัตราขยายแบบวงจรปิดคือผลคูณของอัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์และเครือข่ายป้อนกลับ−ABเครื่องหมายลบเกิดจากการลบสัญญาณป้อนกลับออกจากสัญญาณอินพุต

โดยทั่วไปแล้ว อัตราขยายAและBและด้วยเหตุนี้ อัตราขยายของวงจร จะแปรผันตามความถี่ของสัญญาณอินพุต และมักจะแสดงเป็นฟังก์ชันของความถี่เชิงมุมωในหน่วยเรเดียนต่อวินาทีมักจะแสดงเป็นกราฟโดยให้แกนแนวนอนเป็นความถี่ωและแกนแนวตั้งเป็นอัตราขยาย ในเครื่องขยายสัญญาณ อัตราขยายของวงจรคือความแตกต่างระหว่างเส้นโค้งอัตราขยายแบบวงจรเปิดและเส้นโค้งอัตราขยายแบบวงจรปิด (ที่จริงคือเส้นโค้ง 1/B) ในมาตราส่วนเดซิเบล[ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]

ออสซิลเลเตอร์

ออสซิลเลเตอร์แบบรีแลกซ์แอมพลิฟายเออร์แบบออปแอมป์ที่ได้รับความนิยม

ออสซิลเลเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ แบบสั่น เป็นคาบ ซึ่งมักจะเป็น คลื่นไซน์หรือคลื่นสี่เหลี่ยม [ 51 ] [ 52 ] ออสซิลเลเตอร์แปลงกระแสตรง (DC) จากแหล่งจ่ายไฟเป็น สัญญาณ กระแสสลับ ออ สซิลเล เตอร์ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายชนิด ตัวอย่างทั่วไปของสัญญาณที่สร้างโดยออสซิลเลเตอร์ ได้แก่ สัญญาณที่ส่งโดย เครื่องส่งสัญญาณ วิทยุและโทรทัศน์สัญญาณนาฬิกาที่ควบคุมคอมพิวเตอร์และนาฬิกาควอตซ์และเสียงที่สร้างโดยบีปเปอร์อิเล็กทรอนิกส์และวิดีโอเกม[ 51 ]

โดยทั่วไปแล้ว ออสซิลเลเตอร์จะถูกกำหนดลักษณะด้วยความถี่ของสัญญาณเอาต์พุต:

  • ออสซิลเลเตอร์ความถี่ต่ำ (LFO) คือออสซิลเลเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างความถี่ต่ำกว่า ≈20 เฮิรตซ์ โดยทั่วไปแล้วคำนี้จะใช้ในวงการสังเคราะห์ เสียง เพื่อแยกความแตกต่างจากออสซิลเลเตอร์ความถี่เสียง
  • เครื่องกำเนิดสัญญาณเสียงสร้างความถี่ใน ช่วง เสียงประมาณ 16 เฮิรตซ์ถึง 20 กิโลเฮิร์ตซ์[ 52 ]
  • เครื่องกำเนิดสัญญาณ RF สร้างสัญญาณใน ช่วง ความถี่วิทยุ (RF) ประมาณ 100 kHz ถึง 100 GHz [ 52 ]

ออสซิลเลเตอร์ที่ออกแบบมาเพื่อสร้างเอาต์พุต AC กำลังสูงจากแหล่งจ่ายไฟ DC มักเรียกว่าอินเวอร์เตอร์

ออสซิลเลเตอร์อิเล็กทรอนิกส์มีสองประเภทหลัก ได้แก่ ออสซิลเลเตอร์เชิงเส้นหรือฮาร์มอนิก และออสซิลเลเตอร์ไม่เชิงเส้นหรือออสซิลเลเตอร์ผ่อนคลาย[ 52 ] [ 53 ]

กลอนและฟลิปฟลอป

ตัวนับแบบวงแหวน 4 บิตที่ใช้ฟลิปฟลอปชนิด D

แลตช์หรือฟลิปฟลอปเป็นวงจรที่มีสถานะเสถียรสองสถานะและสามารถใช้เก็บข้อมูลสถานะได้ โดยทั่วไปสร้างขึ้นโดยใช้ฟีดแบ็กที่ไขว้กันระหว่างแขนทั้งสองของวงจร เพื่อให้วงจรมีสถานะ วงจรสามารถเปลี่ยนสถานะได้โดยใช้สัญญาณที่ป้อนเข้าอินพุตควบคุมหนึ่งตัวหรือมากกว่า และจะมีเอาต์พุตหนึ่งหรือสองตัว เป็นองค์ประกอบการจัดเก็บข้อมูลพื้นฐานในตรรกะแบบลำดับแลตช์และฟลิปฟลอปเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของ ระบบ อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ การสื่อสาร และระบบประเภทอื่นๆ อีกมากมาย

แลตช์และฟลิปฟลอปถูกใช้เป็นองค์ประกอบในการจัดเก็บข้อมูล การจัดเก็บข้อมูลดังกล่าวสามารถใช้สำหรับการจัดเก็บสถานะและวงจรดังกล่าวเรียกว่าตรรกะแบบลำดับเมื่อใช้ในเครื่องสถานะจำกัดเอาต์พุตและสถานะถัดไปจะขึ้นอยู่กับไม่เพียงแต่ค่าอินพุตปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับสถานะปัจจุบัน (และดังนั้นจึงขึ้นอยู่กับค่าอินพุตก่อนหน้า) ด้วย นอกจากนี้ยังสามารถใช้สำหรับการนับพัลส์ และสำหรับการซิงโครไนซ์สัญญาณอินพุตที่มีเวลาแปรผันกับสัญญาณเวลาอ้างอิงบางอย่างได้

ฟลิปฟลอปอาจเป็นแบบธรรมดา (โปร่งใสหรือทึบแสง) หรือ แบบมี สัญญาณนาฬิกา (ซิงโครนัสหรือทริกเกอร์ขอบ) แม้ว่าในอดีตคำว่าฟลิปฟลอปจะหมายถึงทั้งวงจรธรรมดาและวงจรที่มีสัญญาณนาฬิกาโดยทั่วไป แต่ในการใช้งานสมัยใหม่ มักจะสงวนคำว่าฟลิปฟลอปไว้สำหรับการกล่าวถึงวงจรที่มีสัญญาณนาฬิกาเท่านั้น ส่วนวงจรธรรมดาจะเรียกว่าแลตช์[ 54 ] [ 55 ]

ตามศัพท์เฉพาะนี้ แลตช์ (latch) จะไวต่อระดับสัญญาณ ในขณะที่ฟลิปฟลอป (flip-flop) จะไวต่อขอบสัญญาณ กล่าวคือ เมื่อแลตช์ถูกเปิดใช้งาน มันจะโปร่งใส ในขณะที่เอาต์พุตของฟลิปฟลอปจะเปลี่ยนแปลงเฉพาะเมื่อได้รับขอบสัญญาณนาฬิกาเพียงประเภทเดียว (ขาขึ้นหรือขาลง)

ซอฟต์แวร์

วงจรป้อนกลับเป็นกลไกทั่วไปสำหรับการควบคุมการทำงาน การบำรุงรักษา และการพัฒนาระบบซอฟต์แวร์และคอมพิวเตอร์[ 56 ]วงจรป้อนกลับเป็นแบบจำลองที่สำคัญในการออกแบบซอฟต์แวร์แบบปรับตัวได้ เนื่องจากเป็นตัวกำหนดพฤติกรรมของการโต้ตอบระหว่างองค์ประกอบควบคุมในกระบวนการปรับตัว เพื่อรับประกันคุณสมบัติของระบบในระหว่างการทำงาน วงจรป้อนกลับและพื้นฐานของทฤษฎีการควบคุมได้รับการประยุกต์ใช้กับระบบคอมพิวเตอร์อย่างประสบความสำเร็จ[ 57 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ได้มีการนำไปใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ เช่นIBM Db2และIBM Tivoliจากมุมมองของซอฟต์แวร์ วงจรอัตโนมัติ (MAPE, monitor analyze plan execute) ที่เสนอโดยนักวิจัยของ IBM เป็นอีกหนึ่งผลงานที่มีคุณค่าต่อการประยุกต์ใช้วงจรป้อนกลับในการควบคุมคุณสมบัติแบบไดนามิก และการออกแบบและการพัฒนาระบบซอฟต์แวร์อัตโนมัติ[ 58 ] [ 59 ]

การพัฒนาซอฟต์แวร์

การออกแบบส่วนติดต่อผู้ใช้

การให้ข้อเสนอแนะยังเป็นหลักการออกแบบที่มีประโยชน์สำหรับการออกแบบส่วนติดต่อผู้ใช้ด้วย

ข้อเสนอแนะเกี่ยวกับวิดีโอ

การตอบรับวิดีโอเป็นการตอบรับทางเสียง ในรูป แบบวิดีโอโดยเกี่ยวข้องกับวงจรระหว่าง อินพุต ของกล้องวิดีโอและเอาต์พุตวิดีโอ เช่นหน้าจอโทรทัศน์หรือจอภาพการเล็งกล้องไปที่จอแสดงผลจะสร้างภาพวิดีโอที่ซับซ้อนโดยอิงจากการตอบรับ[ 60 ]

การบริหารทรัพยากรบุคคล

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • เคธี่ ซาเลน และเอริค ซิมเมอร์แมน . กฎแห่งการเล่น . สำนักพิมพ์ MIT . 2004. ISBN 0-262-24045-9บทที่ 18: เกมในฐานะระบบไซเบอร์เนติกส์
  • Korotayev A. , Malkov A., Khaltourina D. บทนำสู่มาโครไดนามิกทางสังคม: วัฏจักรทางโลกและแนวโน้มในยุคพันปีมอสโก: URSS, 2006. ISBN 5-484-00559-0
  • Dijk, E., Cremer, DD, Mulder, LB และ Stouten, J. "เราตอบสนองต่อคำติชมในสถานการณ์กลืนไม่เข้าคายไม่ออกทางสังคมอย่างไร?" ใน Biel, Eek, Garling & Gustafsson (บรรณาธิการ), ประเด็นและกระบวนทัศน์ใหม่ในการวิจัยเกี่ยวกับสถานการณ์กลืนไม่เข้าคายไม่ออกทางสังคม , นิวยอร์ก: Springer, 2008
  • อัตราขยายลูปและผลกระทบต่อประสิทธิภาพของวงจรอนาล็อก
  • การมุ่งมั่นเพื่อเสถียรภาพของสัญญาณขนาดเล็กวารสารวงจรและอุปกรณ์ของ IEEE เล่มที่ 17 ฉบับที่ 1 หน้า 31-41 มกราคม 2544
  • โลโก้ Wikimedia Commonsสื่อที่เกี่ยวข้องกับข้อเสนอแนะในวิกิมีเดียคอมมอนส์
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Feedback&oldid=1353715410 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ข้อเสนอแนะ

การป้อนกลับ เกิดขึ้นเมื่อเอาต์พุตของระบบถูกส่งกลับเป็นอินพุตเป็นส่วนหนึ่งของ ห่วงโซ่ เหตุ และผล ที่ก่อให้เกิดวงจรหรือลูป [ 1 ] จากนั้นระบบก็อาจกล่าวได้ว่า ป้อนกลับ...

ประวัติศาสตร์

กลไกการควบคุมตนเองมีมาตั้งแต่สมัยโบราณ และแนวคิดเรื่องการป้อนกลับเริ่มเข้ามาสู่ ทฤษฎีเศรษฐศาสตร์ ในบริเตนในช่วงศตวรรษที่ 18 แต่ในเวลานั้นยังไม่ได้รับการยอมรับว่าเป็นนามธรรมสากล จึงยังไม่มีชื่อเรียก [ 4 ]

คำติชมทั้งด้านบวกและด้านลบ

การป้อนกลับเชิงบวก: หากสัญญาณป้อนกลับจากเอาต์พุตมีเฟสตรงกับสัญญาณอินพุต การป้อนกลับนั้นเรียกว่าการป้อนกลับเชิงบวก

ข้อเสนอแนะประเภทอื่นๆ

โดยทั่วไป ระบบป้อนกลับสามารถมีสัญญาณป้อนกลับได้หลายสัญญาณ และวงจรป้อนกลับมักประกอบด้วยการป้อนกลับเชิงบวกและเชิงลบผสมกัน ซึ่งการป้อนกลับเชิงบวกและเชิงลบอาจมีอิทธิพลเหนือกว่าที่ความถี่ต่างกันหรือจุดต่างกันในพื้นที่สถานะของระบบ