绪论（五）-正负反馈
这两种反馈这两个系统，一个是我们说的机械系统，还有前面说到的离心调速器。这个系统它的区别在什么地方都有，都构成了信息的反馈，都构成了一种反馈作用，甚至联系到我们后面说的都形成了一种反馈控制的效应。
那么在这两个系统本身有什么区别？这一个系统本来对一个发动机来说，我们只需要有一个原料阀门，然后让它输出做工就完了，这一套是什么？是为了控制速度人为加的一套控制装置，所以这一套装置是人为加上去的，所以在控制工程当中，有的时候把这种为了达到某一种要求，人为加上去的一个控制装置，这样一种构成一个反馈控制的系统，那么这样一种形式形成的反馈在有的在控制工程当中，通常可以把它认为是外反馈外加反馈外加的一种反馈。所以大家注意到，如果我们以后做控制系统，我们设计的控制器是干的是设计一个控制器，来使得一个对象它的输出什么达到我们的要求，实际上就类似于这样一种东西（指反馈装置），是我们人为的为这个系统上面加了一块东西，使得加入这个东西以后构成了一个新的系统，在原来的系统基础上构成了一个新的系统，在原来的对象基础上形成了一个新的对象，那么这就是所谓的一个外反馈的一种概念。
(资料图)
那么第二个例子，系统本身就是由这三个元素构成的，我们没有再加什么东西进去，但是它里头本身形成了这样一个信息的反馈，那么这一种是由系统内部的信息交互所形成的这种反馈，我们在控制工程当中有的时候把它称为内反馈，实际上内外反馈我这里只是作为一个概念提出来，但是大家不要去不要去很认真的去追究，我碰到了到底是外反馈还是内反馈，不要去管它了，为什么？比如说前一个系统加的离心条数装置加上去，从这个概念上面来说是外反馈。如果你现在买来的一个发电发动机，本身里头就把离心调速机构这个东西做成发动机里头的一部分了，做成了一个整体。那么你再买来的发动机还叫不叫这一块，还叫不叫内外返回来不叫了，他本身就坐在里头就认为是发动机本身的一部分了，所以就变成了一块了。所以不要过多的去追究这个东西，这也是一个相对的概念。
我们说过控制工程当中有很多这种相对的概念，你只需要关注你关注的核心的地方在哪里，关注的核心点在什么地方，倒是外反馈和内反馈不要过多的追究，到时要真正要追究的是什么？反馈所起的作用，这一个就构成了控制工程当中一个非常重要的反馈的反馈概念当中的一个重要的概念，叫做正反馈和负反馈。这两个反而是需要我们特别关注的一点，负反馈和正反馈。
反馈是系统的输出，反过来能够作用在系统上面，这个作用的结果是什么？那么就根据作用的结果的不同，这种反馈就构成了负反馈效应和正反馈效应。
我们看看负反馈效应，系统的输出如果偏离了目标值，偏离了我们设定值的时候，那么实际的输出反馈到系统当中来了以后，反馈的作用，也就是上一节课把反馈控制包含进去以后，形成完整的反馈控制的效果，这个效果是使得输出的偏离程度减少的减小的话，那么这种反馈效应就是所谓的负反馈，我们前面的例子显然应该是负反馈对吧？还有我们前面举的页面调节的显然也是负反馈对吧？然后还有负反馈的例子太多了，这里只是简单的列了一下，大家想想还有哪些东西是构成了这种负反馈效应，反馈的结果是使得输出的偏差减小，这是负反馈。
我这里举了一个这个例子，学习和工作中的部分，我们这个班构成了一个学习系统，对吗？然后我们的设定目标，比如说大家最后的成绩能够达到一个什么样的设定值？好，我想问一下，然后我们在进行的过程当中，反复在平权衡我们的学习情况怎么样，这是在检测我们的输出检测的结果。如我们想达到我们最后的设定值，在中间某每个环节都有它的设定的要求，那么在中间的这些环节上面，我们随时在检测我们的学习效果，然后发现我们偏离了目标值，达不到目标值，我们怎么办？这是一个反馈的跟设定值的比较的结果，然后这个结果反我们得到了反馈信息以后，我们进行反馈控制反馈调节，根据反馈量进行控制和调节，比如说我们互相之间都找找问题，我也发现我教的当中的问题，大家也发现你们学习当中的问题，或者是我们相互之间沟通上的问题等等，把问题找出来，然后我们先相应的能够进行一些积极的控制，最后在下一次我们检测的时候，就慢慢的开始靠近目标值，这形成什么？负反馈。
反过来我们也发现了这个偏差，发现的偏差跟我们实际监测到我们的输出的结果，发现了偏差，然后我们怎么做，这个偏差是要反馈过来，反馈到我们这个环境当中，好，然后我们根据偏差，一听到这个偏差以后，大家一看反正达不到目标了，大家也不好好学了，我一看大家这么不好学，大家学不好我也不想教了。那么这样的一种心态调节下去，反馈效果作用下去的话，就变成了什么？偏差越来越大，最后不可收拾，这就是我们后面说到的正反馈，这就是我们后面说的正反馈。
正反馈效应就是如果输出偏离了设定值的时候，我们的反馈作用使输出的偏离程度加剧，这就是正反馈。我们工程当中通常是大家涉及到的空工程系统通常是负反馈，我们设置一个反馈或者是系统内部本身有的反馈，我们通常是要求他它的作用是使得输出的偏离程度减小，而不是增加。
所以我们大家在工程当中碰到的反馈系统通常是负反馈，工程当中有没有正反馈？有想想这是不是正反馈？还有三级管的三节课，有同学就提到三级管的反馈，体会一下三级管是不是一种正反馈，好。
所以还有一种大家以后做实验的时候可能会见到倒立摆，倒立摆是一个什么？我看看这里有没有道具，小时候大家玩过这个没有？完了没有？哪一个哪个杆子杆子这杆子太短了，玩过没有？玩过，这就是一个这么的正反馈，稍稍一偏离，它就偏离的越来越大，除非你进行主动的控制，你要是不进行主动的控制，稍稍一偏你就倒了。所以大家以后做实验看到的倒立摆装置，它是通过主动的控制来修正这种正反馈的效应。
好，这是这样的一些结果，那么我们现在回过头来再来体会一下负反馈效应它的核心的东西，回忆一下我们前面讲的反馈，特别是负反馈，要形成一种负反馈效应，它的本质上的核心的东西在哪里？想想前面的例子，实际上上节课那位同学回答反馈的时候已经把它都说出来了，实际上就是反馈负反馈效应在我们工程当中，我们把它称为反馈控制系统，反馈控
制系统它的核心是反馈控制原理，反馈控制原理的核心就是负反馈效应，那么它的核心是什么？大家回忆一下前面我们的例子以及反馈的概念，负反馈是当输出偏离设定值的时候，反馈的作用要使输出的偏离程度减小。
这里头核心点在什么地方？首先你有设定值，这是我们所有的控制系统都有一个预期的目标，对不对？有设定值，其次有知道我当前的输出是什么，对不对？要知道当前的输出是什么，不知道当前的输出你怎么谈起，它是不是偏离了设定值呢？所以一定要有对输出值的检测，而且是在控制过程当中的检测，等到他已经最后控制过程稳稳态下来了，你再调节已经效果已经发生了。好，然后再有什么再有把输出值和设定值要进行比较，得到有没有偏差？如果没有偏差，你不需要去搞，你这个反馈不需要起什么作用，我现在就没偏差就很好，对不对？所以要这两个字要进行比较，有没有偏差？有偏差的时候，发现有偏差的时候，就要去启动某一个环节系统当中的某一个环节，或者说是一个执行机构，启动这个机构的作用是要出现了偏差以后，要使得偏差能够减小，要有这么一些过程才能完成反馈控制，对不对？才能完成一个负反馈的这种把负反馈的效应体现在1个实际的控制系统当中。
说到底刚才说了这么多，大家注意到它的核心就是8个字：检测偏差，纠正偏差。这就是反馈控制的实质。所以一个系统是不是一个具有负反馈效应的反馈控制系统，就看它里头能不能检测偏差，能不能纠正偏差，所以这就是反馈控制系统的核心，就是检测偏差并且纠正偏差，这是关于反馈的概念，尤其是负反馈和正反馈的概念。
接下来一个问题，我们说工程当中主要我们可能考虑的是具有负反馈效应的这种反馈控制系统，在我们机械工程当中不是所有的工程当中，在我们机械工程当中，主要考虑的是具有负反馈效应的这样的一种控制系统。那么这样一个控制系统，它包括一些什么东西，包括一些什么样的组成部分，实际上我们现在只要根据反馈控制的核心，也就是我们这里说的检测偏差，纠正偏差，这个反馈控制的基本原理，大家就应该能够想象得到一个具有负反馈效应的反馈控制系统，它应该包含一些什么样的环节？
大家说说看，根据这几个字写标准系统，包括哪些组把这8个字体现在具体的组成环节上面去，就1个完整的控板块控制系统要能够达到要能够实现这8个字所反映出来的含义，它需要有哪些组成部分，有哪些功能模块，检测检测检测信号有一些信号采集，但是我们这里说检测检测有一个检测，还有有一个比较把跟设定值进行比较，还有什么？检测，检测比较完了，发现有了偏差再怎么办？纠正拿什么东西在纠正，拿一个执行机构在纠正，对不对？要把这要根据偏差要调节输出要来减小输出的偏差。所以有个执行的机构，执行机构是作用在什么东西上面，执行机构作用在什么东西上面？做一个什么？做一个输入信号，大家想想刚才的离心调速机构执行机构产生，油缸往下运动，这是执行机构产生的输出作用在一个什么东西上面？作用在我们说的被控对象上面，作用在我们说的被控对象上面，我们的输出输入那个上面的输入怎么说呢？
上面作为一个控制系统的输入是什么？是我们设定的目标，设定的目标靠什么？离靠弹簧在设定，注意到我们作用在它的阀门上面，阀门是我们兑现的一部分。实际上如果说我们再分析一点，阀门也是执行机构的一部分对吧？我们要是再分析一点，我们不分那么细，就是作用在执行机构上面，好，这样几个基本的东西大家都说出来了，还有东西没说出来，还有什么东西没说出来，大家说到了检测，就是说到了对象说比较说到了执行，还有什么没说出来，还有什么没说到调节设定有没有？他说对了，我得有个设定值，设定值由谁来设定？有一个设定，有一个目标的设定，有一个设定环节，当然这个设定环节在我们控制系统往往把它忽略掉，为什么我们直接就把认为是设定的目标值，直接把它作为一个作为一个系统的值了，把前面的怎么设定这个值，实际上往往把它忽略掉了，但是不可否认必须有一个设定。
但是还少了一个什么东西，还少了一个，大家不太容易想到。实际上大家刚才说的已经是基本的环节说全了，但是还忽略了一件事情就是什么？执行机构它的输入往往是你的比较机构出来的偏差，信号所驱动不了的。放大，比如说对，所以还需要有一个信号的放大，往往就是你比较机构出来的是个弱信号，它弱信号直接驱动不了执行，就像我刚才我在前面的例子，为什么特意把这个系统当中增加了一个液压比例调节器，把比较机构出来的信那个信号把它通过液压比例调节器把它放大，才能真正驱动，比如说阀门是一个很大的，大家看实际的系统当中有可能是一个很大的阀门，需要很大的驱动力，信号根本驱动不了，所以要靠另外的东西来驱动。所以有的时候偏差出来的信号要进行放大。