Принцип обратной связи как основной закон кибернетики и принцип науки управления.

В статьях Дж. Максвелла и Н. А. Вышнеградского была изложена математическая теория действия такого рода устройств, выявившая истинное значение метода управления по принципу обратной связи. Поясним это весьма важное для всей кибернетики понятие.

Начнем с житейского примера. Предположим, что дано задание перебраться весельной  лодкой на  другой  берег реки, причем в точку, прямо противоположную той, из которой отправлялись. Если гребец, сидя спиной к противоположному берегу, не будет время от времени поглядывать на то место, куда ему необходимо пристать, то течением реки, а возможно, и действием ветра лодку скорее всего снесет достаточно далеко вниз по течению. При переправе через озеро, даже в штилевую погоду, гребцу также не удастся точно прибыть в точку назначения, если он не будет корректировать свои действия в соответствии с положением лодки.

Мы умышленно сопоставили два варианта движения лодки - через реку и озеро. Во втором случае нет никаких внешних возмущений (течения, ветра), которые бы мешали движению, по если не контролировать ход событий, то задание все равно не будет выполнено.

Корректировать действия гребца в зависимости от положения  лодки – это значит управлять  по принципу обратной связи. Вы даете задание – это прямая связь. Вы  получаете информацию о его  выполнении или невыполнении - это обратная связь. Чем больше отклонение от заданного направления, тем эффективней должны быть действия гребца в должном направлении, в конечном счете приводящее лодку в пункт назначения. То же самое происходит и при движении корабля по морю. Кормчий должен по солнцу или звездам (а теперь и по приборам) определять местоположение судна, отклонение от заданного направления и давать указания рулевому, позволяющие ликвидировать это отклонение, т. е. осуществлять управление по принципу обратной связи.

В первом из рассмотренных случаев движения лодки (через реку), как и при движении корабля по морю, действуют возмущения. Однако, если производить достаточно часто коррекцию своего движения, то и в этом случае задание будет выполнено. Поэтому утверждают, что управление по принципу обратной связи позволяет противостоять вредному влиянию возмущающих воздействий.

Перейдем теперь от этих примеров управления лодкой или кораблем к другим применениям принципа обратной связи. Их может быть сколь угодно много. Рассмотрим производство каких-либо материалов, в частности металлов или машин. Дано  задание на текущий месяц. Руководитель предприятия контролирует ход  его выполнения и обнаруживает, что оно не выполняется из-за отсутствия исходного сырья. Руководитель принимает меры по обеспечению производства всем необходимым в таком количестве, чтобы предотвратить невыполнение  задания.

Самая обычная картина действий, но она опять-таки соответствует управлению (в данном случае производством) по принципу обратной связи, хотя руководитель  его может и не знать ничего об этом принципе (как  не знал известный персонаж пьесы Мольера о том, что он говорит прозой). Можно привести множество примеров действия по принципу обратной связи из области физиологии: это-поддержание на одном уровне давления крови, содержания сахара в крови, температуры тела и других физиологически важных показателей (в действительности здесь картина значительно более сложная, но основную роль играет  принцип обратной связи).

2 вариант ответа

Закон обратной связи. Четвертый принцип кибернетики возведен в ранг фундаментального закона, который известен как закон обратной связи. Без наличия обратной связи между взаимосвязанными и взаимодействующими элементами, частями или системами невозможна организация эффективного управления ими на научных принципах. Все организованные системы являются открытыми, и замкнутость их обеспечивается только через контур прямой и обратной связи. Необходимым условием их эффективного функционирования является наличие обратной связи, сигнализирующей о достигнутом результате. На основании этой информации корректируется управляющее воздействие. В упрощенном виде это показано на рис. 1. 5. Входная величина r действует на управляемый процесс и в соответствии с передаточной функцией, характерной для данного объекта и определяющей соотношение между входными и выходными сигналами, превращаются в выходную величину с.

Рис. 1. 5 Схема управления с обратной связью (простая замкнутая система)

Эта величина с помощью канала обратной связи подается на вход, корректирует входную величину r и в виде управляющего сигнала m воздействует, но уже по-новому, на объект. Возникшая таким образом связь образует замкнутый контур.

Различают два вида обратной связи: отрицательную, которая уменьшает влияние входной величины на выходную величину, т. е. стремится как бы установить и поддержать некоторое устойчивое динамическое равновесие, и положительную, увеличивающую это влияние и тем самым создающую неустойчивое равновесие. Аналогичные регулирующие процессы происходят в биологических и социально-экономических системах. Таким образом, первая важная роль обратной связи - восстановление нормальной работы, нарушенной внешними и внутренними факторами, т. е. способность систем к саморегулированию и самоорганизации (адаптации). Создание самонастраивающихся и самообучающихся систем управления производством - одно из наиболее перспективных приложений кибернетики.

Экономические системы находятся под постоянным воздействием природных и общественных факторов. Эти внешние воздействия, как правило, носят случайный характер. Вместе с тем сложность и изменчивость системы во времени приводят к тому, что поведение самой системы является в той или иной степени неопределенным, вероятностным. Влияние этих многочисленных неопределенностей приводит к тому, что экономические системы всегда являются системами с неполной информацией и управление ими всегда осуществляется в условиях неопределенности. Поэтому вторая важная роль обратной связи состоит в том, что, сообщая органу управления информацию о реальном состоянии объекта, она позволяет осуществлять регулирование в условиях неполной информации о возмущающих воздействиях.

С кибернетической точки зрения обратная связь - процесс информационный. Воздействие входного сигнала на объект, переработка его в выходной сигнал и обратное действие выхода через канал обратной связи на входную величину - все это процессы передачи и переработки информации.

Простейшим примером применения обратной связи на предприятии является диспетчерское управление: поступление на пульт диспетчера оперативных сведений о состоянии производства для выработки команд управления есть обратная связь по отношению к изменению объекта управления, рассматриваемому как сумма информации о нем.

Закон обратной связи* подчеркивает, что управление немыслимо без наличия как прямой, так и обратной связи между объектом и субъектом управления, образующими замкнутый контур. Применительно к планированию этот закон утверждает единство плана и отчета. Кто порождает план, тот организует учет, анализ и контроль его исполнения объектом управления.