Arkalgud Ramaprasad, Auf Der Definition von Feed-Back, Verhaltenswissenschaft, Band 28, Ausgabe 1. 1983. Zugegriffen am 16-03-2012. </ref> Änderungen, die einen Wert vom Bezugswert wegschieben, werden verdünnt. Wenn ein System insgesamt einen hohen Grad des negativen Feed-Backs hat, dann wird das System dazu neigen, stabil zu sein.

Übersicht

In vielen physischen und biologischen Systemen können qualitativ verschiedene Einflüsse einander entgegensetzen. Zum Beispiel, in der Biochemie, steuert ein Satz von Chemikalien das System in einer gegebenen Richtung, wohingegen ein anderer Satz von Chemikalien es in einer gegenüberliegenden Richtung steuert. Wenn ein, oder beide dieser gegenüberliegenden Einflüsse, Gleichgewicht-Ergebnis des Punkts (E) nichtlinear sind.

In der Biologie wird dieser (allgemein biochemische) Prozess häufig homeostasis genannt; wohingegen in der Mechanik mehr verbreiteter Ausdruck Gleichgewicht ist.

In der Technik, Mathematik und den physischen und biologischen Wissenschaften, schließen verbreitete Ausdrücke für die Punkte, um die das System angezogen wird, ein: attractors, stabile Zustände, eigenstates/eigenfunctions, Gleichgewicht-Punkte und setpoints.

Negativ bezieht sich auf das Zeichen des Vermehrers in mathematischen Modellen für das Feed-Back. In der Delta-Notation wird Produktion dazu hinzugefügt oder in den Eingang gemischt. In multivariate Systemen helfen Vektoren zu illustrieren, wie mehrere Einflüsse sowohl teilweise ergänzen und teilweise einander entgegensetzen können.

Im Gegensatz ist positives Feed-Back Feed-Back, in dem das System antwortet, um den Umfang jeder besonderen Unruhe zu vergrößern, auf Erweiterung des ursprünglichen Signals statt der Stabilisierung hinauslaufend. Jedes System, wo es ein positives Nettofeed-Back gibt, wird auf eine flüchtige Situation hinauslaufen. Sowohl positives als auch negatives Feed-Back verlangt, dass eine Feed-Back-Schleife funktioniert.

Negatives Feed-Back wird verwendet, um die Tat zu beschreiben, jede Diskrepanz zwischen der gewünschten und wirklichen Produktion umzukehren.

Verwenden

Maschinenbau

Negatives Feed-Back wurde zuerst im 16. Jahrhundert mit der Erfindung des Schleudergouverneurs durchgeführt. Wie man am leichtesten sieht, kontrolliert seine Operation in seinem Gebrauch von James Watt die Geschwindigkeit seiner Dampfmaschine. Zwei schwere Bälle auf einem aufrechten Rahmen rotieren mit derselben Geschwindigkeit wie der Motor. Als ihre Geschwindigkeit zunimmt, schwingen sie und nach außen wegen der Zentrifugalkraft. Das veranlasst sie, einen Mechanismus zu heben, der das Dampfeinlassventil schließt und sich der Motor verlangsamt. Wenn die Geschwindigkeit des Motors zu weit fällt, werden die Bälle durch den Ernst fallen und die Dampfklappe öffnen.

Regelsysteme

Beispiele des Gebrauches des negativen Feed-Backs, um sein System zu kontrollieren, sind: Thermostat-Kontrolle, phasenstarre Schleife, hormonale Regulierung (sieh Diagramm oben), und die Temperaturregulierung in Tieren.

Ein einfaches und praktisches Beispiel ist ein Thermostat. Wenn die Temperatur in einem erhitzten Zimmer eine bestimmte obere Grenze erreicht, wird die Raumheizung ausgeschaltet, so dass die Temperatur beginnt zu fallen. Wenn die Temperatur auf eine niedrigere Grenze fällt, wird die Heizung wieder eingeschaltet. Vorausgesetzt dass die Grenzen einander nah sind, wird eine unveränderliche Raumtemperatur aufrechterhalten. Ähnliche Kontrollmechanismen werden in Kühlsystemen, wie eine Klimaanlage, ein Kühlschrank oder ein Gefrierschrank verwendet.

Biologie und Chemie

Einige biologische Systeme stellen negatives Feed-Back wie der baroreflex in der Blutdruck-Regulierung und erythropoiesis aus. Viele biologischer Prozess (z.B, in der menschlichen Anatomie) verwenden negatives Feed-Back. Beispiele davon sind von der Regulierung der Körpertemperatur zur Regulierung von Bluttraubenzucker-Niveaus zahlreich. Die Störung von Feed-Back-Schleifen kann zu unerwünschten Ergebnissen führen: Im Fall von Bluttraubenzucker-Niveaus, wenn negatives Feed-Back scheitert, können die Traubenzucker-Niveaus im Blut beginnen, sich drastisch zu erheben, so auf Zuckerkrankheit hinauslaufend.

Für die durch die negative Feed-Back-Schleife geregelte Hormonsekretion: Wenn Drüse X Ausgabe-Hormon X, das Zielzellen stimuliert, um Hormon Y zu veröffentlichen. Wenn es ein Übermaß am Hormon Y, Drüse X "Sinne" das gibt und seine Ausgabe des Hormons X hemmt.

Volkswirtschaft

In der Volkswirtschaft sind automatische stabilisers Regierungsprogramme, die als negatives Feed-Back arbeiten, um Schwankungen im echten BIP feucht zu machen.

Elektronische Verstärker

Der negative Feed-Back-Verstärker wurde von Harold Stephen Black an Glockenlaboratorien 1927 erfunden, und von ihm 1934 patentiert. Im Wesentlichen stellen alle elektronischen Geräte (z.B Vakuumtuben, bipolar Transistoren, MOS Transistoren) etwas nichtlineares Verhalten aus. Negatives Feed-Back korrigiert das durch den Handel unbenutzten Gewinns gegen die höhere Linearität (niedrigere Verzerrung). Ein Verstärker mit einer zu großen offenen Schleifenverstärkung, vielleicht in einer spezifischen Frequenzreihe, wird ein zu großes Feed-Back-Signal in dieser derselben Reihe zusätzlich erzeugen. Dieses Feed-Back-Signal, wenn abgezogen, vom ursprünglichen Eingang, wird handeln, um den ursprünglichen Eingang, auch durch "den zu großen" ein Betrag zu reduzieren. Dieser "zu kleine" Eingang wird wieder durch die "zu große" offene Schleifenverstärkung verstärkt, ein Signal schaffend, das "gerade Recht" ist. Das Nettoergebnis ist ein Flachdrücken des Gewinns des Verstärkers über alle (unempfindlich machenden) Frequenzen. Obwohl viel genauer, können Verstärker mit dem negativen Feed-Back nicht stabil wenn nicht bestimmt richtig werden, sie veranlassend, zu schwingen. Harry Nyquist von Glockenlaboratorien hat geschafft, eine Theorie darüber auszuarbeiten, wie man dieses Verhalten stabil macht.

Negatives Feed-Back wird auf diese Weise in vielen Typen von Erweiterungssystemen verwendet, um ihre Betriebseigenschaften zu stabilisieren und zu verbessern (sieh z.B, betriebliche Verstärker).

Siehe auch

• Asymptotisches Gewinn-Modell
• Biofeedback
• Steuerungstheorie
• Kybernetik
• Erderwärmung
• Stabilitätskriterium von Nyquist
• Perceptual Steuerungstheorie
• Positives Feed-Back
• Stabilitätskriterium
• Schritt-Antwort

Links

• http://www.biology-online.org/4/1_physiological_homeostasis.htm