二、反馈控制

□什么是反馈控制？

反馈又称“回输”、“回授”。反馈的原始思想，虽然可以追溯到古希腊的“驾船术”，但在漫长的手工劳动过程中，并没有形成反馈概念。反馈概念的雏型，产生于近代用机器装置实现自动调节的技术经验。它的基本思想是：用输出的结果，反回来影响输入，以保持系统的稳定。

到本世纪二三十年代，人们为解决无线电通讯技术中的信息转输问题， 将反馈思想引入无线电技术，形成电子学的一个重要概念。这里的反馈，就是在电路中，把输出端的能量的一部分，回授给输入端的过程。如果通过反馈使输入信号强度增大，则称为止反馈；如果通过反馈使输入信号强度减弱， 则称为负反馈。正反馈的功能是使振荡器产生振荡，负反馈的功能是使电路工作稳定，减少失真。

战后控制论的创立，使反馈控制得到进一步的发展和完善，扩展为控制论中的一个基本原理。反馈原理的基本内容可以概括为：施控系统将输入信息变换成控制信息，控制信息作用于受控系统后产生的结果再被返送到原输入端，并对信息的再输出发生影响，起到控制作用，达到预定目的。如图所示。

输入信息、控制信息、输出信息、反馈信息，以及环境变化引起的随机干扰信息，这几种信息之间存在着一定的函数关系，因而可以进行定量描述。

如果反馈信息与控制信息的差异倾向于加剧系统正在进行的偏离目标的运动，那么它就使系统趋向于不稳定状态，乃至破坏稳定状态，称为正反馈。

如果两者之差倾向于反抗系统正在偏离目标的运动，那么它就使系统趋向于稳定状态，称为负反馈。

在控制系统中，一般是用负反馈来调节和控制系统作合乎目的的运动。因为任何一个系统的运动，总是要受到内部状态和外部状态的影响和干扰， 使实际状态偏离目标状态。这时，就要用负反馈调节系统状态，不断减少目标差，达到控制目的。

需要注意的是，环境变化所产生的干扰信息，作用于受控系统引起输出信息改变的同时，干扰信息也可以直接作用于施控系统。这就有可能在输出信息未出现偏差之前，施控系统即可发出控制信息纠正即将发生的偏差，而不是产生了偏差之后再通过反馈信息来纠正。干扰信息对施控系统的这种直接作用，且施控系统又能理解这一作用的影响，这种情况叫前馈。

综上所述，反馈控制产生于技术经验，形成于电子学，又在控制论中得到发展和完善。随着控制论的拓广，特别是生物控制论、神经控制论、经济控制论和人工智能等学科的创立，越来越证明反馈控制是一切客观事物相互作用的一种普遍形式。因而，为上升为哲学范畴奠定了基础。