Geri bildirim - Feedback

Bir sürecin tüm çıktılarının o sürece nedensel girdiler olarak mevcut olduğu bir geri besleme döngüsü

Geri Bildirim bir sistemin çıkış girdi olarak alan bir bölüm olarak geri yönlendirilir oluşan zincir arasında bir neden-sonuç formları bir devre veya döngü olduğunu. Sistemin daha sonra kendi içine geri beslendiği söylenebilir . Geri bildirim sistemlerine uygulandığında neden-sonuç kavramı dikkatli bir şekilde ele alınmalıdır:

Bir geri besleme sistemi hakkında basit nedensel akıl yürütme zordur çünkü birinci sistem ikinciyi etkiler ve ikinci sistem birinciyi etkiler ve döngüsel bir argümana yol açar. Bu, neden-sonuç ilişkisine dayalı akıl yürütmeyi zorlaştırır ve sistemi bir bütün olarak analiz etmek gerekir.

—  Karl Johan Åström ve Richard M.Murray, Geri Besleme Sistemleri: Bilim Adamları ve Mühendisler İçin Bir Giriş

Tarih

Kendi kendini düzenleyen mekanizmalar antik çağlardan beri var olmuştur ve geri besleme fikri 18. yüzyılda İngiltere'de ekonomik teoriye girmeye başlamıştır , ancak o zamanlar evrensel bir soyutlama olarak tanınmamıştı ve bu nedenle bir adı yoktu.

Bilinen ilk yapay geri besleme cihazı, suyu sabit bir seviyede tutmak için MÖ 270 yılında Mısır'ın İskenderiye kentinde icat edilen bir şamandıra valfıydı . Bu cihaz geri besleme prensibini gösteriyordu: düşük bir su seviyesi vanayı açar, yükselen su daha sonra sisteme geri besleme sağlar ve gerekli seviyeye ulaşıldığında vanayı kapatır. Bu daha sonra su seviyesi dalgalandıkça dairesel bir şekilde tekrarlanır.

17. yüzyıldan beri yel değirmenlerinde değirmen taşları arasındaki mesafeyi ve basıncı düzenlemek için santrifüj regülatörler kullanılmıştır . 1788'de James Watt , iş ortağı Matthew Boulton'dan gelen bir öneriyi takiben , üretimlerinin buhar motorlarında kullanılmak üzere ilk santrifüj valisini tasarladı . İlk buhar motorları tamamen ileri geri hareket kullanıyordu ve su pompalamak için kullanılıyordu - çalışma hızındaki değişiklikleri tolere edebilen bir uygulama, ancak diğer uygulamalar için buhar motorlarının kullanımı hızın daha hassas kontrolünü gerektiriyordu.

In 1868 , James Clerk Maxwell yaygın geri besleme kontrol teorisinde klasik olarak kabul edilir "valiler Üzerine" ünlü bir kağıt yazdı. Bu, kontrol teorisi ve geri bildirimin matematiği hakkında bir dönüm noktasıydı .

Mekanik bir süreçte daha önceki bir konuma geri dönme anlamında geri beslemek fiili ifadesi , 1860'larda ABD'de kullanılıyordu ve 1909'da Nobel ödüllü Karl Ferdinand Braun , "geri bildirim" terimini bir geri besleme terimi olarak kullandı. bir elektronik devrenin bileşenleri arasındaki (istenmeyen) bağlantıya atıfta bulunan isim .

1912'nin sonunda, erken dönem elektronik amplifikatörler ( audins ) kullanan araştırmacılar , çıkış sinyalinin bir kısmını kasıtlı olarak giriş devresine bağlamanın amplifikasyonu ( rejenerasyon yoluyla ) artıracağını , ancak aynı zamanda audionun ulumasına veya şarkı söylemesine neden olacağını keşfettiler. Sinyalin çıkıştan girişe geri beslenmesi eylemi, 1920'de ayrı bir kelime olarak "geri bildirim" teriminin kullanılmasına yol açtı.

1940'lardan itibaren sibernetiğin gelişimi, dairesel nedensel geri bildirim mekanizmalarının incelenmesi etrafında toplandı.

Yıllar boyunca geri bildirimin en iyi tanımı konusunda bazı anlaşmazlıklar olmuştur. Sibernetikçi Ashby'ye (1956) göre, geri bildirim mekanizmalarının ilkeleriyle ilgilenen matematikçiler ve teorisyenler, teoriyi basit ve tutarlı tutan "döngüsel eylem" tanımını tercih ederler. Daha pratik amaçları olanlar için geri bildirim, daha somut bir bağlantı yoluyla kasıtlı bir etki olmalıdır.

[Pratik deneyciler], matematikçinin tanımına itiraz ederek, bunun onları sıradan sarkaçta konumu ve momentumu arasında geri bildirimin mevcut olduğunu söylemeye zorlayacağına işaret eder - pratik açıdan bakıldığında, bir "geri bildirim", biraz mistiktir. Buna matematikçi, geri bildirimin yalnızca onu temsil edecek gerçek bir tel veya sinir olduğunda mevcut olduğu düşünülürse, o zaman teorinin kaotik hale geldiğini ve ilgisizliklerle dolu olduğunu söyler.

Yönetim teorisindeki kullanımlara odaklanan Ramaprasad (1983), geri bildirimi genel olarak "bir sistem parametresinin gerçek seviyesi ile referans seviyesi arasındaki boşluk hakkında "boşluğu bir şekilde değiştirmek" için kullanılan bilgi olarak tanımlar. Bilginin eyleme dönüştürülmediği sürece tek başına geribildirim olmadığını vurgular.

Türler

Olumlu ve olumsuz geri bildirim

Sistem hatasını azaltmak için olumsuz geri besleme kullanarak bozulmaya rağmen istenen sistem performansını korumak
Hedefleri olan bir negatif geri besleme döngüsü örneği
Olumlu bir geri besleme döngüsü örneği

Pozitif geri besleme: Çıkıştan gelen sinyal geri beslemesi giriş sinyali ile aynı fazdaysa, geri beslemeye pozitif geri besleme denir.

Negatif geri besleme: Sinyal geri beslemesi giriş sinyaline göre zıt kutupluysa veya 180° faz dışıysa, geri beslemeye negatif geri besleme denir.

Negatif geri beslemeye bir örnek olarak, diyagram bir arabadaki hız limiti gibi bir hedef hız ile eşleşen bir hız kontrol sistemini temsil edebilir . Kontrol edilen sistem arabadır; girdisi, motordan ve yolun değişen eğiminden (bozukluk) gelen birleşik torku içerir. Aracın hızı (durumu) bir hız göstergesi ile ölçülür . Hata sinyali, hız göstergesi tarafından ölçülen hızın hedef hızdan (ayar noktası) ayrılmasıdır. Bu ölçülen hata, gaz pedalını ayarlamak için kontrolör tarafından yorumlanır ve motora (efektöre) yakıt akışı komutu verir. Motor torkunda ortaya çıkan değişiklik, geri bildirim, hızdaki hatayı azaltmak için değişen yol eğimi tarafından uygulanan torkla birleşerek yol rahatsızlığını en aza indirir.

"Olumlu" ve "olumsuz" terimleri ilk olarak İkinci Dünya Savaşı'ndan önce geri bildirime uygulandı. Pozitif geri besleme fikri, 1920'lerde rejeneratif devrenin tanıtılmasıyla zaten geçerliydi . Friis ve Jensen (1924), bir dizi elektronik amplifikatörde rejenerasyonu, yalnızca geçerken bahsettikleri negatif geri besleme eyleminin aksine "geri besleme" eyleminin pozitif olduğu bir durum olarak tanımladılar . Harold Stephen Black'in 1934 tarihli klasik makalesi ilk olarak elektronik yükselteçlerde negatif geri beslemenin kullanımını detaylandırıyor. Black'e göre:

Pozitif geri besleme amplifikatörün kazancını arttırır, negatif geri besleme onu azaltır.

Mindell'e (2002) göre terimlerdeki karışıklık bundan kısa bir süre sonra ortaya çıktı:

...Friis ve Jensen, Black'in "pozitif geri besleme" ve "negatif geri besleme" arasında kullandığı aynı ayrımı, geri beslemenin kendisinin işaretine değil, daha çok amplifikatörün kazancı üzerindeki etkisine dayanarak yapmışlardı. Buna karşılık, Nyquist ve Bode, Black'in çalışmasını temel aldıklarında, olumsuz geri bildirime işaretin tersine çevrilmesi olarak atıfta bulundular. Black, kısmen, temel tanım meseleleri üzerinde kafa karışıklığı olduğu için, icadının faydası konusunda başkalarını ikna etmekte güçlük çekiyordu.

Terimler uygulanmadan önce bile, James Clerk Maxwell , buhar motorlarında kullanılan merkezkaç düzenleyicilerle ilişkili birkaç tür "bileşen hareketi" tanımlamış , bir bozulmada sürekli bir artışa veya bir salınımın genliğine yol açanlar arasında ayrım yapmıştır. aynı azalmaya yol açanlar.

terminoloji

Olumlu ve olumsuz geri bildirim terimleri farklı disiplinlerde farklı şekillerde tanımlanmaktadır.

  1. boşluğun genişliyor (pozitif) veya daralmasına (negatif) bağlı olarak, bir parametrenin referans ve gerçek değerleri arasındaki boşluğun değiştirilmesi .
  2. değerlik ait eylem veya etkisi kişiliklerden o bir olup temel boşluk, Mutlu (pozitif) ya da mutsuz alıcıya veya gözlemciye (negatif) duygusal çağrışım.

İki tanım, örneğin düşük performansı artırmak için bir teşvik (ödül) kullanıldığında (boşluğu daraltmak) karışıklığa neden olabilir. Tanım 1'e atıfta bulunarak, bazı yazarlar, pozitif/negatif yerine kendi kendini güçlendiren/kendini düzelten , pekiştiren/dengeleyici , tutarsızlığı artıran/uyumsuzluğu azaltan veya yenileyici/dejeneratif olan alternatif terimler kullanır . Ve tanım 2 için, bazı yazarlar eylemi veya etkiyi geribildirimden ziyade olumlu/olumsuz pekiştirme veya ceza olarak tanımlamayı savunurlar . Yine de tek bir disiplin içinde bile, değerlerin nasıl ölçüldüğüne veya referans alındığına bağlı olarak bir geri bildirim örneği olumlu veya olumsuz olarak adlandırılabilir.

Bu karışıklık geribildirim biri için kullanılabilir, çünkü ortaya çıkabilecek bilgilendirme veya motivasyonel amaçlar ve genellikle bir hem sahiptir nitel ve nicel bileşeni. Connellan ve Zemke'nin (1993) belirttiği gibi:

Nicel geri bildirim bize ne kadar ve kaç tane olduğunu söyler. Niteliksel geri bildirim bize ne kadar iyi, kötü veya kayıtsız olduğunu söyler.

Negatif ve pozitif geri bildirim sınırlamaları

Basit sistemler bazen bir veya diğer tip olarak tanımlanabilirken, geri besleme döngülü birçok sistem basitçe pozitif veya negatif olarak o kadar kolay belirlenemez ve bu özellikle birden fazla döngü mevcut olduğunda geçerlidir.

Her biri diğerini etkileyecek şekilde birleştirilmiş yalnızca iki parça olduğunda, geri bildirimin özellikleri bütünün özellikleri hakkında önemli ve faydalı bilgiler verir. Ama parçalar dörde kadar yükseldiğinde, eğer her biri diğer üçünü etkiliyorsa, o zaman bunların üzerinden yirmi devre izlenebilir; ve tüm yirmi devrenin özelliklerini bilmek sistem hakkında tam bilgi vermez.

Diğer geri bildirim türleri

Genel olarak, geri besleme sistemleri, geri beslenen birçok sinyale sahip olabilir ve geri besleme döngüsü, bir sistemin durum uzayındaki farklı frekanslarda veya farklı noktalarda pozitif ve negatif geri beslemenin baskın olabileceği pozitif ve negatif geri besleme karışımlarını sıklıkla içerir.

Bipolar geri besleme terimi, pozitif ve negatif geri besleme sistemlerinin etkileşime girebildiği, birinin çıktısının diğerinin girdisini etkilediği ve bunun tersi olduğu biyolojik sistemlere atıfta bulunmak için oluşturulmuştur.

Geri beslemeli bazı sistemler, doğrusal olmayan sistemlerdeki kaotik davranışlar gibi çok karmaşık davranışlara sahip olabilirken , diğerleri dijital sistemleri yapmak ve tasarlamak için kullanılanlar gibi çok daha öngörülebilir davranışlara sahip olabilir.

Geri bildirim, dijital sistemlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, ikili sayaçlar ve benzer cihazlar, mevcut durum ve girişlerin yeni bir durumu hesaplamak için kullanıldığı ve daha sonra geri beslenen ve onu güncellemek için cihaza geri gönderilen geri beslemeyi kullanır.

Uygulamalar

Matematik ve dinamik sistemler

Geri bildirim inanılmaz derecede karmaşık davranışlara yol açabilir. Mandelbrot kümesi sürekli renkli bir ortam içinde (siyah), art arda basit denklem üzerinden geri değerleri besleme ve farklılaşmaya başarısız hayali düzlem üzerindeki noktaları kaydederek çizilir

Geri bildirim özelliklerini kullanarak, bir uygulamanın ihtiyaçlarını karşılamak için bir sistemin davranışı değiştirilebilir; sistemler kararlı, duyarlı hale getirilebilir veya sabit tutulabilir. Geri beslemeli dinamik sistemlerin kaosun eşiğine adaptasyon yaşadığı gösterilmiştir .

Biyoloji

Gelen biyolojik gibi sistemlerin organizmalar , ekosistemlerin veya biyosferin , çoğu parametreler belli çevresel koşullarda belli bir optimum seviyede etrafında dar bir aralıkta kontrol altında kalmalıdır. Kontrol edilen parametrenin optimal değerinden sapma, iç ve dış ortamlardaki değişikliklerden kaynaklanabilir. Bazı çevresel koşulların değişmesi, sistemin çalışması için bu aralığın değişmesini de gerektirebilir. Korunacak parametrenin değeri, bir alım sistemi tarafından kaydedilir ve bir bilgi kanalı aracılığıyla bir düzenleme modülüne iletilir. Bunun bir örneği insülin salınımlarıdır .

Biyolojik sistemler, hem pozitif hem de negatif birçok türde düzenleyici devre içerir. Diğer bağlamlarda olduğu gibi, olumlu ve olumsuz , geri bildirimin iyi veya kötü etkilere neden olduğu anlamına gelmez . Negatif bir geri besleme döngüsü, bir süreci yavaşlatma eğilimindeyken, pozitif geri besleme döngüsü onu hızlandırma eğilimindedir. Ayna nöronlar Gözlemlenen bir eylem beyin gibi kendinden gerçekleştirilen eylemle "aynalı" bir sosyal geri besleme sisteminin bir parçasıdır.

Normal doku bütünlüğü, adezyon moleküllerinin aracılık ettiği çeşitli hücre tipleri ve aracı olarak görev yapan salgılanmış moleküller arasındaki geri besleme etkileşimleri ile korunur; kanserde anahtar geri bildirim mekanizmalarının başarısızlığı doku işlevini bozar. Yaralanmış veya enfekte olmuş bir dokuda, enflamatuar aracılar, hücrelerde gen ekspresyonunu değiştiren ve eksprese edilen ve salgılanan molekül gruplarını değiştiren, çeşitli hücreleri işbirliği yapmaya ve doku yapısını ve fonksiyonunu restore etmeye teşvik eden moleküller dahil olmak üzere geri besleme tepkilerini ortaya çıkarır. Bu tür bir geri bildirim önemlidir çünkü bağışıklık tepkilerinin koordinasyonunu ve enfeksiyon ve yaralanmalardan kurtulmayı sağlar. Kanser sırasında, bu geri bildirimin temel unsurları başarısız olur. Bu, doku fonksiyonunu ve bağışıklığı bozar.

Geri bildirim mekanizmaları ilk olarak bir besinin bazı metabolik işlevlerinde değişikliklere neden olduğu bakterilerde açıklanmıştır. Geri bildirim aynı zamanda genlerin ve gen düzenleyici ağların operasyonları için de merkezidir . Baskılayıcı (bakınız Lac baskılayıcı ) ve etkinleştirici proteinler , 1961'de François Jacob ve Jacques Monod tarafından geri besleme döngüleri olarak tanımlanan genetik operonları oluşturmak için kullanılır . Bu geri besleme döngüleri pozitif (bir şeker molekülü ile şekeri bakteri hücresine aktaran proteinler arasındaki eşleşme durumunda olduğu gibi) veya negatif (çoğunlukla metabolik tüketimde olduğu gibi) olabilir.

Daha büyük bir ölçekte, geri bildirim tepkisindeki zaman gecikmeleri yırtıcı-av döngülerine yol açabilmesine rağmen, geri bildirim, dış değişikliklerden derinden etkilendiğinde bile hayvan popülasyonları üzerinde dengeleyici bir etkiye sahip olabilir .

Gelen zymology , geri-besleme doğrudan ürün bir enzim aktivitesinin regülasyonu (ler) ya da metabolik yolu içinde aşağı akış metabolit (ler) olarak hizmet eder (bkz alosterik düzenleme ).

Hipotalamus-hipofiz-adrenal aks büyük ölçüde hala bilinmiyor çok hangi olumlu ve olumsuz geribildirim ile kontrol edilir.

In psikolojisi , vücut ortamından bir uyarıcı alır veya dahili olarak serbest bırakılmasını neden olan hormonların . Hormonların salınması daha sonra bu hormonların daha fazlasının salınmasına neden olarak pozitif bir geri besleme döngüsüne neden olabilir. Bu döngü belirli davranışlarda da bulunur. Örneğin, kolayca kızaran kişilerde "utanç döngüleri" oluşur. Yüzlerinin kızardığını fark ettiklerinde daha da utanırlar, bu da daha fazla kızarmaya yol açar ve bu böyle devam eder.

iklim bilimi

İklim sistemi, atmosferin, okyanusun ve toprağın durumunu etkileyen süreçler arasındaki güçlü pozitif ve negatif geri besleme döngüleriyle karakterize edilir. Basit bir örnek, eriyen karın daha fazla karanlık zemini (düşük albedodan oluşan ) ortaya çıkardığı ve bunun sonucunda ısıyı emdiği ve daha fazla karın erimesine neden olduğu buz-albedo pozitif geri besleme döngüsüdür .

kontrol teorisi

Geri besleme, kontrol teorisinde, durum uzayı (kontroller) , tam durum geri beslemesi vb. dahil olmak üzere çeşitli yöntemler kullanılarak yaygın olarak kullanılır . Kontrol teorisi bağlamında, "geri bildirim"in geleneksel olarak "olumsuz geribildirim"i belirttiği varsayılır.

Bir kontrol döngüsü geri besleme mekanizması kullanan en yaygın genel amaçlı kontrolör , orantısal-integral-türev (PID) kontrolördür. Sezgisel olarak, bir PID denetleyicisinin terimleri zamana karşılık gelecek şekilde yorumlanabilir: orantısal terim mevcut hataya bağlıdır , integral terim geçmiş hataların birikimine bağlıdır ve türev terim, mevcut hıza dayalı olarak gelecekteki hatanın bir tahminidir. değişimin.

Eğitim

Eğitim bağlamında geri bildirim için bkz. düzeltici geri bildirim .

Makine Mühendisliği

Antik çağda, şamandıra valfi , Yunan ve Roma su saatlerinde suyun akışını düzenlemek için kullanılıyordu ; benzer şamandıra valfleri bir karbüratördeki yakıtı ayarlamak için kullanılır ve ayrıca sifonlu tuvaletteki tank su seviyesini düzenlemek için kullanılır .

Hollandalı mucit Cornelius Drebbel (1572-1633), tavuk kuluçka makinelerinin ve kimyasal fırınların sıcaklığını kontrol etmek için termostatlar (c1620) yaptı. 1745'te yel değirmeni, yel değirmeninin yüzünü rüzgara doğru tutmak için bir kuyruk ekleyen demirci Edmund Lee tarafından geliştirildi . 1787'de Tom Mead , yatak taşı ile ray taşı arasındaki mesafeyi ayarlamak (yani yükü ayarlamak için) bir merkezkaç sarkaç kullanarak bir yel değirmeninin dönüş hızını düzenledi .

1788'de James Watt tarafından buhar motorunun hızını düzenlemek için santrifüj regülatörünün kullanılması , Sanayi Devrimi'ne yol açan faktörlerden biriydi . Buhar motorları ayrıca mekanik düzenleme cihazları olarak şamandıra valfleri ve basınç tahliye valfleri kullanır . Bir matematiksel analiz Watt'ın vali tarafından yapıldı James Clerk Maxwell , 1868 yılında.

Büyük Doğu zamanının büyük buharlı gemilere biriydi ve tarafından 1866 yılında tasarlanan geri bildirim mekanizması ile buhar motorlu dümeni istihdam John McFarlane Gray . Joseph Farcot , 1873'te buharla çalışan direksiyon sistemlerini tanımlamak için servo kelimesini kullandı . Daha sonra tabancaları konumlandırmak için hidrolik servolar kullanıldı. Sperry Corporation'dan Elmer Ambrose Sperry , 1912'de ilk otomatik pilotu tasarladı . Nicolas Minorsky , 1922'de otomatik gemi direksiyonunun teorik bir analizini yayınladı ve PID kontrol cihazını tanımladı .

20. yüzyılın sonlarındaki içten yanmalı motorlar, vakum zamanlaması ilerlemesi gibi mekanik geri besleme mekanizmalarını kullandı, ancak küçük, sağlam ve güçlü tek çipli mikro denetleyiciler uygun fiyatlı hale geldiğinde mekanik geri bildirimin yerini elektronik motor yönetim sistemleri aldı .

Elektronik Mühendisliği

Bir geri besleme amplifikatörünün en basit şekli , tek taraflı elemanlardan oluşan ideal blok diyagram ile temsil edilebilir .

Amplifikatörler , osilatörler gibi elektronik bileşenlerin ve flip-flop ve sayaçlar gibi durum bilgisi olan mantık devre elemanlarının tasarımında geri besleme kullanımı yaygındır . Elektronik geri besleme sistemleri ayrıca mekanik, termal ve diğer fiziksel süreçleri kontrol etmek için çok yaygın olarak kullanılmaktadır.

Sinyal kontrol döngüsünde ters çevrilirse, sistemin negatif geri beslemeye sahip olduğu söylenir ; aksi takdirde, geri bildirimin olumlu olduğu söylenir . İstenmeyen değişikliklerin etkisini düzelterek veya azaltarak bir sistemin kararlılığını ve doğruluğunu artırmak için genellikle kasıtlı olarak olumsuz geri bildirim verilir . Giriş, sistemin yanıt verebileceğinden daha hızlı değişirse bu şema başarısız olabilir. Bu olduğunda, düzeltme sinyalinin varışındaki gecikme, aşırı düzeltmeye neden olarak, çıkışın salınmasına veya "avlanmasına" neden olabilir. Genellikle sistem davranışının istenmeyen bir sonucu olsa da, bu etki elektronik osilatörlerde bilinçli olarak kullanılır.

Bell Laboratuvarlarından Harry Nyquist , geri besleme sistemlerinin kararlılığını belirlemek için Nyquist kararlılık kriterini türetmiştir . Daha kolay, ancak daha az genel bir yöntem, kazanç marjını ve faz marjını belirlemek için Hendrik Bode tarafından geliştirilen Bode grafiklerini kullanmaktır . Kararlılığı sağlamak için tasarım, genellikle amplifikatörün kutuplarının konumunu kontrol etmek için frekans telafisini içerir .

Elektronik geri besleme döngüleri, amplifikatörler gibi elektronik cihazların çıkışını kontrol etmek için kullanılır . Çıkışın tamamı veya bir kısmı girişe geri beslendiğinde bir geri besleme döngüsü oluşturulur. Bir cihazın, çıkış geri beslemesi kullanılmıyorsa açık döngü ve geri besleme kullanılıyorsa kapalı döngü çalıştığı söylenir .

İki veya daha fazla amplifikatör, pozitif geri besleme kullanılarak çapraz bağlandığında, karmaşık davranışlar oluşturulabilir. Bu multivibratörler yaygın olarak kullanılır ve şunları içerir:

  • osilatör görevi gören kararsız devreler
  • bir duruma itilebilen ve bir süre sonra kararlı duruma dönecek olan monostable devreler
  • devre arasında geçiş yapılabilen iki kararlı duruma sahip iki durumlu devreler

Olumsuz geribildirim

Bir Negatif geri besleme, geri beslenen çıkış sinyalinin giriş sinyaline göre (baş aşağı) göreli 180°'lik bir fazına sahip olduğunda meydana gelir. Bu duruma bazen faz dışı olarak atıfta bulunulur , ancak bu terim aynı zamanda "90° faz dışı" gibi diğer faz ayrımlarını belirtmek için de kullanılır. Negatif geri besleme, çıktı hatalarını düzeltmek veya bir sistemi istenmeyen dalgalanmalara karşı duyarsızlaştırmak için kullanılabilir. Geri beslemeli yükselteçlerde, bu düzeltme genellikle dalga biçimi bozulmasını azaltmak veya belirli bir kazanç seviyesi oluşturmak içindir. Negatif geri beslemeli bir yükselticinin kazancı için genel bir ifade asimptotik kazanç modelidir .

Olumlu geribildirim

Geri besleme sinyali giriş sinyali ile aynı fazda olduğunda pozitif geri besleme oluşur. Belirli kazanç koşulları altında, pozitif geri besleme, giriş sinyalini, cihazın çıkışının maksimum ve minimum olası durumları arasında salındığı noktaya kadar güçlendirir . Pozitif geri besleme, bir devreye histerezis de getirebilir . Bu, devrenin küçük sinyalleri görmezden gelmesine ve yalnızca büyük olanlara yanıt vermesine neden olabilir. Bazen dijital bir sinyalden gelen gürültüyü ortadan kaldırmak için kullanılır. Bazı durumlarda, pozitif geri besleme, bir cihazın kilitlenmesine, yani çıkışın maksimum veya minimum durumuna kilitlendiği bir duruma ulaşmasına neden olabilir. Bu gerçek, bilgilerin geçici olarak depolanması için iki durumlu devreler yapmak için dijital elektronikte çok yaygın olarak kullanılmaktadır .

Ses sistemlerinde , PA sistemlerinde ve rock müzikte bazen meydana gelen yüksek sesli gıcırtılar, sesli geri bildirim olarak bilinir . Bir mikrofon bağlı olduğu hoparlörün önündeyse, mikrofonun aldığı ses hoparlörden çıkar ve mikrofon tarafından alınır ve yeniden yükseltilir. Eğer devre kazancı yeterlidir, gürültülü bir veya amplifikatörün maksimum güçte squealing mümkündür.

Osilatör

Bir elektronik osilatör , periyodik, salınımlı bir elektronik sinyal, genellikle bir sinüs dalgası veya bir kare dalga üreten bir elektronik devredir . Osilatörler, doğru akımı (DC) bir güç kaynağından alternatif akım sinyaline dönüştürür. Birçok elektronik cihazda yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Osilatörler tarafından üretilen sinyallerin yaygın örnekleri arasında radyo ve televizyon vericileri tarafından yayınlanan sinyaller, bilgisayarları ve kuvars saatleri düzenleyen saat sinyalleri ve elektronik bipleyiciler ve video oyunları tarafından üretilen sesler bulunur .

Osilatörler genellikle çıkış sinyallerinin frekansı ile karakterize edilir :

  • Bir düşük frekanslı bir osilatör (LFo) ≈20 Hz altında bir frekans üreten bir elektronik osilatördür. Bu terim tipik olarak ses sentezleyicileri alanında, onu bir ses frekansı osilatöründen ayırmak için kullanılır.
  • Bir ses osilatörü, ses aralığında yaklaşık 16 Hz ila 20 kHz frekanslar üretir .
  • Bir RF osilatörü , yaklaşık 100 kHz ila 100 GHz radyo frekansı (RF) aralığında sinyaller üretir .

DC kaynağından yüksek güçlü AC çıkışı üretmek için tasarlanmış osilatörlere genellikle invertör denir .

İki ana elektronik osilatör türü vardır: doğrusal veya harmonik osilatör ve doğrusal olmayan veya gevşemeli osilatör .

Mandallar ve parmak arası terlikler

Bir mandal veya bir flip-flop , iki kararlı duruma sahip olan ve durum bilgilerini depolamak için kullanılabilen bir devredir . Tipik olarak, devreye bir durum sağlamak için devrenin iki kolu arasında geçen geri besleme kullanılarak inşa edilirler. Devre, bir veya daha fazla kontrol girişine uygulanan sinyallerle durum değiştirmek için yapılabilir ve bir veya iki çıkışa sahip olacaktır. Sıralı mantıkta temel depolama elemanıdır . Mandallar ve parmak arası terlikler, bilgisayarlarda, iletişimde ve diğer birçok sistem türünde kullanılan dijital elektronik sistemlerin temel yapı taşlarıdır .

Veri depolama öğeleri olarak mandallar ve parmak arası terlikler kullanılır. Bu tür veri depolama depolanması için kullanılabilir duruma , ve bu tür bir devre olarak tanımlanan ardışık devreler . Bir sonlu durum makinesinde kullanıldığında , çıktı ve sonraki durum yalnızca mevcut girdisine değil, aynı zamanda mevcut durumuna (ve dolayısıyla önceki girdilere) bağlıdır. Ayrıca darbeleri saymak ve değişken zamanlı giriş sinyallerini bazı referans zamanlama sinyallerine senkronize etmek için de kullanılabilir.

Parmak arası terlikler basit (şeffaf veya opak) veya saatli (eşzamanlı veya kenar tetiklemeli) olabilir. Flip-flop terimi tarihsel olarak hem basit hem de saatli devrelere atıfta bulunsa da, modern kullanımda flip-flop terimini yalnızca saatli devreleri tartışmak için ayırmak yaygındır ; basit olanlara genellikle mandal denir .

Bu terminolojiyi kullanarak, bir mandal seviyeye duyarlıdır, bir parmak arası terlik ise kenara duyarlıdır. Yani, bir mandal etkinleştirildiğinde şeffaf hale gelirken bir flip flop'un çıktısı yalnızca tek bir saat kenarı tipinde (pozitif gidiş veya negatif gidiş) değişir.

Yazılım

Geri bildirim döngüleri, yazılım ve bilgi işlem sistemlerinin çalışmasını, bakımını ve gelişimini kontrol etmek için genel mekanizmalar sağlar. Geri besleme döngüleri, çalışma zamanında sistem özelliklerini garanti etmek için uyarlama süreci üzerindeki kontrol elemanları arasındaki etkileşimlerin davranışını tanımladıkları için uyarlamalı yazılım mühendisliğinde önemli modellerdir. Geri besleme döngüleri ve kontrol teorisinin temelleri bilgisayar sistemlerine başarıyla uygulanmıştır. Özellikle, IBM'in Evrensel Veritabanı sunucusu ve IBM Tivoli gibi ürünlerin geliştirilmesinde uygulanmıştır . Yazılım açısından bakıldığında, IBM araştırmacıları tarafından önerilen otonom (MAPE, monitör analiz planı yürütme) döngüsü, dinamik özelliklerin kontrolüne geri besleme döngülerinin uygulanmasına ve otonom yazılım sistemlerinin tasarımına ve gelişimine bir başka değerli katkıdır.

Yazılım geliştirme

Kullanıcı arayüzü tasarımı

Geri bildirim aynı zamanda kullanıcı arayüzleri tasarlamak için kullanışlı bir tasarım ilkesidir .

Video geri bildirimi

Video geri bildirimi , akustik geri bildirimin video eşdeğeridir . Bir video kamera girişi ile bir video çıkışı, örneğin bir televizyon ekranı veya monitörü arasında bir döngü içerir . Kamerayı ekrana yöneltmek, geri bildirime dayalı olarak karmaşık bir video görüntüsü üretir.

İnsan kaynakları yönetimi

Ekonomi ve finans

Borsa bir örneğidir sisteminden kaynaklanan pozitif ve negatif geribildirim tabi titreşimli "avcılık" eğilimli, bilişsel ve duygusal faktörlerin piyasa katılımcıları arasında. Örneğin:

  • Hisse senetleri yükselirken (bir boğa piyasası ), daha fazla yükselişin muhtemel olduğuna dair inanç, yatırımcılara satın alma için bir teşvik verir (olumlu geri bildirim - yükselişi güçlendirir, ayrıca bkz. borsa balonu ve momentum yatırımı ); fakat artan fiyat paylarının ve bilginin piyasa düşer ve bundan sonra bir tepe olması gerektiğini, caydıran alıcılar biter (negatif geri besleme stabilize yol).
  • Piyasa düzenli olarak düşmeye başladığında ( ayı piyasası ), bazı yatırımcılar daha fazla gün kaybetmeyi bekleyebilir ve satın almaktan kaçınabilir (olumlu geri bildirim - düşüşü pekiştirir), ancak diğerleri hisse senetleri giderek daha fazla pazarlık haline geldiğinden (olumsuz geri bildirim) satın alabilir. düşüşü dengelemek, ayrıca bkz . karşıt yatırım ).

George Soros kelimesi kullanılmıştır refleksivitenin , finansal piyasalarda geribildirim açıklamak için ve bir geliştirilen yatırım bu ilkeye dayanarak teori.

Arz ve talebin geleneksel ekonomik denge modeli, yalnızca ideal doğrusal negatif geri beslemeyi destekler ve Paul Ormerod tarafından The Death of Economics adlı kitabında ağır bir şekilde eleştirildi , bu da geleneksel ekonomistler tarafından eleştirildi. Bu kitap, ekonomistlerin finansal piyasalar da dahil olmak üzere doğrusal olmayan geri besleme sistemlerine uygulanan kaos teorisini kabul etmeye başlamasıyla birlikte bir bakış açısı değişikliğinin parçasıydı .

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar