इलेक्ट्रॉनिक्स और ऑटोमेशन में फीडबैक क्या है

फीडबैक उसी सिस्टम के इनपुट पर प्रत्येक सिस्टम सी (छवि 1) के आउटपुट मूल्य का प्रभाव है। व्यापक फीडबैक - इस कामकाज की प्रकृति पर सिस्टम के कामकाज के परिणामों का प्रभाव।

आउटपुट की मात्रा के अतिरिक्त, बाहरी प्रभाव भी कार्य प्रणाली पर कार्य कर सकते हैं (चित्र 1 में x)। एवी सर्किट जिसके माध्यम से फीडबैक प्रसारित होता है उसे फीडबैक लूप, लाइन या चैनल कहा जाता है।

चावल। 1.

चैनल में कोई भी सिस्टम (डी, चित्र 2) शामिल हो सकता है जो इसके प्रसारण की प्रक्रिया में आउटपुट वैल्यू को बदल देता है। इस मामले में, सिस्टम के आउटपुट से उसके इनपुट तक की प्रतिक्रिया को डी सिस्टम का उपयोग करके या उसके माध्यम से होने के लिए कहा जाता है।

चावल। 2.

प्रतिक्रिया इलेक्ट्रॉनिक्स और स्वत: नियंत्रण सिद्धांत में सबसे महत्वपूर्ण अवधारणाओं में से एक है। फीडबैक वाली प्रणालियों के कार्यान्वयन के ठोस उदाहरण स्वचालित प्रणालियों, जीवित जीवों, आर्थिक संरचनाओं आदि में विभिन्न प्रकार की प्रक्रियाओं के अध्ययन में पाए जा सकते हैं।

अवधारणा की सार्वभौमिकता के कारण, विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विभिन्न क्षेत्रों में लागू, इस क्षेत्र में शब्दावली स्थापित नहीं है, और ज्ञान के प्रत्येक विशिष्ट क्षेत्र, एक नियम के रूप में, अपनी शब्दावली का उपयोग करता है।

उदाहरण के लिए, स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों में व्यापक रूप से इस्तेमाल किया नकारात्मक और सकारात्मक प्रतिक्रिया की अवधारणा, जो सिस्टम के आउटपुट और उसके इनपुट के बीच संबंध को संबंधित नकारात्मक या सकारात्मक लाभ के साथ लाभ कनेक्शन के माध्यम से परिभाषित करता है।

इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायरों के सिद्धांत में, इन शब्दों का अर्थ अलग है: प्रतिक्रिया को नकारात्मक कहा जाता है, जो समग्र लाभ के पूर्ण मूल्य को कम करता है, और सकारात्मक - इसे बढ़ाता है।

कार्यान्वयन के तरीकों के आधार पर, इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायरों का सिद्धांत मौजूद है वर्तमान, वोल्टेज और संयुक्त फीडबैक.

स्वचालित नियंत्रण प्रणाली में अक्सर शामिल होते हैं अतिरिक्त समीक्षाएँसिस्टम को स्थिर करने या उनमें क्षणिक सुधार करने के लिए उपयोग किया जाता है। उन्हें कभी-कभी बुलाया जाता है सुधारात्मक और उनमें से हैं मुश्किल (बूस्टर कनेक्शन का उपयोग करके प्रदर्शन किया गया), लचीला (विभेदक संबंध द्वारा कार्यान्वित), आइसोड्रोमिक वगैरह।

विभिन्न प्रणालियों में आप हमेशा पा सकते हैं प्रभाव की बंद श्रृंखला… उदाहरण के लिए, अंजीर में। 2, सिस्टम का भाग B भाग D पर कार्य करता है, और बाद वाला C पर फिर से कार्य करता है। इसलिए, ऐसी प्रणालियों को भी कहा जाता है बंद-लूप सिस्टम, बंद-लूप या बंद-लूप सिस्टम।

जटिल प्रणालियों में, कई अलग-अलग फीडबैक लूप मौजूद हो सकते हैं। एक बहु-तत्व प्रणाली में, प्रत्येक तत्व का आउटपुट, आम तौर पर बोलना, अपने स्वयं के इनपुट सहित अन्य सभी तत्वों के इनपुट को प्रभावित कर सकता है।

प्रत्येक प्रभाव को तीन मुख्य पहलुओं से माना जा सकता है: चयापचय, ऊर्जावान और सूचनात्मक। पहला पदार्थ के स्थान, आकार और संरचना में परिवर्तन से संबंधित है, दूसरा ऊर्जा के हस्तांतरण और परिवर्तन से और तीसरा सूचना के संचरण और परिवर्तन से संबंधित है।

नियंत्रण सिद्धांत में, प्रभावों के केवल सूचनात्मक पक्ष पर विचार किया जाता है। इस प्रकार, प्रतिक्रिया के रूप में परिभाषित किया जा सकता है सिस्टम के आउटपुट वैल्यू के बारे में जानकारी को उसके इनपुट में पास करना या आउटपुट से फीडबैक लिंक द्वारा सिस्टम के इनपुट में परिवर्तित सूचना के आगमन के रूप में।

डिवाइस का सिद्धांत प्रतिक्रिया के आवेदन पर आधारित है। स्वचालित नियंत्रण प्रणाली (एसीएस)… उनमें, प्रतिक्रिया की उपस्थिति हस्तक्षेप के प्रभाव में कमी के कारण शोर प्रतिरक्षा में वृद्धि प्रदान करती है (अंजीर में z। 3) सिस्टम के सामने वाले हिस्से में अभिनय करती है।

चावल। 3.

यदि स्थानांतरण कार्यों Kx (p) और K2 (p) के साथ एक रैखिक प्रणाली में आप फीडबैक लूप को हटाते हैं, तो आउटपुट मान x की छवि x निम्न संबंध द्वारा निर्धारित की जाती है:

यदि इस मामले में आउटपुट मान x को संदर्भ क्रिया x * के बराबर होना आवश्यक है, तो सिस्टम K (p) = K1 (p) K2 (p) का कुल लाभ एकता के बराबर होना चाहिए और होना चाहिए कोई हस्तक्षेप नहीं जेड। Z की उपस्थिति और एकता से K (p) का विचलन एक त्रुटि e को जन्म देता है, अर्थात के अंतर

के (पी) = 1 के लिए हमारे पास है

यदि हम अब फीडबैक का उपयोग करके सिस्टम को बंद कर देते हैं जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 3, आउटपुट मात्रा x की छवि निम्नलिखित संबंध द्वारा निर्धारित की जाएगी:

यह इस संबंध से अनुसरण करता है कि पर्याप्त रूप से बड़े लाभ मॉड्यूल केएक्स (पी) के लिए, दूसरा शब्द नगण्य है और इसलिए हस्तक्षेप जेड का प्रभाव नगण्य है। उसी समय, आउटपुट मात्रा x का मान संदर्भ चर के मान से बहुत कम भिन्न होगा।

प्रतिक्रिया के साथ एक बंद प्रणाली में, एक खुली प्रणाली की तुलना में शोर के प्रभाव को काफी कम करना संभव है, क्योंकि बाद वाला नियंत्रित वस्तु की वास्तविक स्थिति पर प्रतिक्रिया नहीं करता है, "अंधा" और "बहरा" है « परिवर्तन तक इस राज्य में।

आइए एक उदाहरण के रूप में एक हवाई जहाज की उड़ान लें। यदि विमान के पतवारों को उच्च परिशुद्धता के साथ पूर्व-समायोजित किया जाता है ताकि यह एक निश्चित दिशा में उड़ान भर सके, और यदि वे सख्ती से तय किए जाते हैं, तो हवा के झोंके और अन्य यादृच्छिक और अप्रत्याशित कारक विमान को वांछित पाठ्यक्रम से दूर कर देंगे।

केवल फीडबैक सिस्टम (ऑटोपायलट) स्थिति को ठीक करने में सक्षम है, जो दिए गए पाठ्यक्रम x * की वास्तविक x के साथ तुलना करने में सक्षम है और परिणामी विचलन के आधार पर, पतवार की स्थिति को बदलता है।

फीडबैक सिस्टम को अक्सर त्रुटि-संचालित (विसंगति) कहा जाता है। यदि लिंक Kx (p) पर्याप्त रूप से बड़े लाभ के साथ एक एम्पलीफायर है, तो ट्रांसफर फ़ंक्शन K2 (p) पर लगाए गए कुछ शर्तों के तहत, बंद-लूप सिस्टम स्थिर रहता है।

इस मामले में, स्थिर-स्थिति त्रुटि ई मनमाने ढंग से छोटी हो सकती है। यह पर्याप्त है कि यह एम्पलीफायर केएक्स (पी) के इनपुट पर दिखाई देता है ताकि पर्याप्त रूप से बड़े वोल्टेज का गठन किया जा सके और इसके आउटपुट पर गठित किया जा सके, जो स्वचालित रूप से हस्तक्षेप के लिए क्षतिपूर्ति करता है और एक्स का ऐसा मान प्रदान करता है जिस पर अंतर ई= एक्स * - x काफी छोटा होगा।ई में सबसे छोटी वृद्धि टीआई में अनुपातहीन रूप से बड़ी वृद्धि का कारण बनती है ... इसलिए, किसी भी (व्यावहारिक सीमा के भीतर) हस्तक्षेप z के लिए मुआवजा दिया जा सकता है, और इसके अलावा, त्रुटि ई के एक मनमाने ढंग से छोटे मूल्य के साथ, उच्च-लाभ पैंतरेबाज़ी पथ है अक्सर गहरा कहा जाता है।

मिश्रित प्रणालियों में प्रतिक्रिया विभिन्न प्रकृति की वस्तुओं से युक्त जटिल प्रणालियों के कामकाज के दौरान भी होती है, लेकिन उद्देश्यपूर्ण ढंग से कार्य करती है। ये सिस्टम हैं: ऑपरेटर (मानव) और मशीन, शिक्षक और छात्र, व्याख्याता और दर्शक, मानव और शिक्षण उपकरण।

इन सभी उदाहरणों में हम प्रभावों की एक बंद श्रृंखला से निपट रहे हैं। फीडबैक चैनलों के माध्यम से, ऑपरेटर नियंत्रित मशीन के कामकाज की प्रकृति, ट्रेनर - छात्र के व्यवहार और प्रशिक्षण के परिणामों आदि के बारे में जानकारी प्राप्त करता है। इन सभी मामलों में, कामकाज की प्रक्रिया में, दोनों चैनलों के माध्यम से प्रसारित सूचना की सामग्री और स्वयं चैनल महत्वपूर्ण रूप से बदलते हैं।