Закрытая система (теория управления)

Термины «закрытая система» и «открытая система» уже давно определены в широко (и задолго до того, как был изобретен какой-либо тип усилителя распространенном предмете термодинамики ) в терминах, которые не имеют ничего общего с концепциями обратной связи и прямой связи . Термины «прямая связь» и «обратная связь» впервые возникли в 1920-х годах в теории проектирования усилителей, позже, чем термодинамические термины. Отрицательная обратная связь была запатентована Х.С. Блэком в 1934 году. В термодинамике открытая система — это система, которая может принимать и выделять весомую материю . В термодинамике закрытая система — это система, которая не может принимать или выделять весомую материю, но может принимать или выделять излучение, тепло, работу или любую форму энергии. В термодинамике закрытая система может быть дополнительно ограничена, будучи «изолированной»: изолированная система не может ни принимать, ни выделять ни весомую материю, ни любую форму энергии. Нет смысла пытаться использовать эти устоявшиеся термины, чтобы определить наличие или отсутствие обратной связи в система управления .

Теория систем управления оставляет место для систем как с путями прямой связи, так и с элементами или путями обратной связи. Термины «упреждающая связь» и «обратная связь» относятся к элементам или путям внутри системы, а не к системе в целом. Ввод в систему поступает извне, в виде энергии от источника сигнала по какому-то, возможно, негерметичному или зашумленному пути. Часть выходного сигнала системы может быть объединена посредством пути обратной связи каким-либо способом, например сложением или вычитанием, с сигналом, полученным на входе системы, для формирования «сигнала обратного баланса», который вводится в систему. ЧАСТЬ системы, образующая петлю обратной связи внутри системы. (Неверно утверждать, что часть выходных данных системы может использоваться в качестве входных данных системы.)

Внутри системы могут существовать пути прямой связи параллельно с одним или несколькими контурами обратной связи системы, так что выходные данные системы представляют собой совокупность выходов контуров обратной связи и параллельных путей прямой связи. Прямая связь и обратная связь часто возникают в одной и той же системе. Говорить о системе управления имеет смысл только в том случае, если она содержит хотя бы один путь прямой связи; наличие или отсутствие обратной связи условно.

Цикл обратной связи нуждается в себе как элемент прямой связи, так и элемент обратной связи. Например, элемент прямой связи (например, транзистор) в усилителе имеет доступ к управляемому резервуару мощности и обеспечивает усиление мощности контура и поэтому называется активным элементом. Элемент обратной связи часто, но не всегда, пассивен (например, резистор). Говорить о петле обратной связи имеет смысл только тогда, когда речь идет о петле с четко определенным активным элементом прямой связи. Без этого контур не имеет определенного направления (по часовой стрелке или против часовой стрелки ) циркуляции сигнала, по которому можно было бы различать элементы прямой и обратной связи. Без этого определенного ощущения циркуляции сигналов мы видим просто ячейку сети, и нет смысла говорить о петле обратной связи.

Петля обратной связи может содержать в себе дополнительные петли обратной связи или может обеспечивать путь внутри другой петли обратной связи, при условии, что ее «вход» и «выход» определены.

В статье Дэвида С. Уолоника, доктора философии, «Общая теория систем» , опубликованной в 1993 году , в частности, говорится: «Закрытая система — это система, в которой взаимодействия происходят только между компонентами системы, а не с окружающей средой. Открытая система — это система, которая получает входные данные. из окружающей среды и/или выпускает выходные данные в окружающую среду. Базовой характеристикой открытой системы является динамическое взаимодействие ее компонентов, тогда как основой кибернетической модели является цикл обратной связи. Открытые системы могут стремиться к более высоким уровням организации ( отрицательная) . энтропия ), в то время как закрытые системы могут только сохранять или уменьшать организованность».