Nhận xét

Hiệu ứng phản hồi, còn gọi là phản hồi, là một khái niệm chủ chốt trong lý thuyết điều khiển, mô tả quá trình đưa đầu ra của hệ thống trở lại đầu vào và điều chỉnh đầu vào bằng một phương pháp nào đó. Điều này tạo ra một chuỗi nguyên nhân - kết quả luân phiên, ảnh hưởng đến chức năng của hệ thống.

Tùy thuộc vào ảnh hưởng của hiệu ứng phản hồi đối với đầu ra, nó có thể được phân loại thành phản hồi tích cực và phản hồi tiêu cực. Phản hồi tích cực làm tăng cường đầu ra của hệ thống, trong khi phản hồi tiêu cực làm giảm đầu ra của hệ thống.

Ví dụ về phản xạ của cơ thể người: khi kích thích (đầu vào) tác động lên các cơ quan cảm giác, tín hiệu thần kinh được truyền qua dây thần kinh cảm giác (afferent) đến trung ương thần kinh, rồi lại truyền qua dây thần kinh vận động (efferent) điều khiển các cơ quan thực hiện (đầu ra); hoạt động của các cơ quan thực hiện lại gửi thông tin kích thích (đầu vào) đến cơ quan cảm giác, qua sự điều chỉnh của trung ương thần kinh, ảnh hưởng đến hoạt động của các cơ quan thực hiện (đầu ra). Sử dụng hiệu ứng phản hồi, thông tin học tập có thể được cung cấp kịp thời cho người học, giúp cải thiện và tăng cường hiệu quả phản ứng.

Các khái niệm cơ bản

Xét một hệ thống với đầu ra phản ánh những thao tác tương ứng với đầu vào. Khi đầu ra có sự ảnh hưởng ngược trở lại đầu vào, hiện tượng này được gọi là phản hồi. Tỉ số giữa đầu vào và đầu ra tại một thời điểm cụ thể được gọi là khuếch đại, và trong trường hợp không có phản hồi, tỉ số khuếch đại được gọi là khuếch đại trần. Độ lợi (gain) là giá trị phản hồi ngược so với đầu vào ban đầu.

Nếu đầu ra làm tăng cường đầu vào, đó là phản hồi dương; ngược lại, nếu đầu ra gây cản trở cho đầu vào, đó là phản hồi âm. Trong kỹ thuật, phản hồi dương và phản hồi âm được gọi là qui hoàn dương và qui hoàn âm. Độ lợi của phản hồi dương là giá trị dương, còn phản hồi âm có độ lợi âm.

Khi có phản hồi dương, độ lợi của hệ thống phản hồi vượt quá độ lợi trần. Đặc biệt, nếu độ lợi của hệ lớn hơn 1, đầu ra sẽ tăng trưởng liên tục cho đến khi mối quan hệ bị phá vỡ. Để ngăn ngừa hiện tượng này, cần tính toán để đảm bảo độ lợi không vượt quá 1 dựa trên kích thước đầu ra. Khi độ lợi lớn hơn 1, một dao động đặc trưng có thể duy trì đầu ra ngay cả khi đầu vào bị ngắt. Chỉ một sự thay đổi nhỏ trong giá trị ban đầu có thể dẫn đến sự biến động lớn theo thời gian, gây ra sự phức tạp và đa dạng trong nguyên động lực.

Phản hồi trong lĩnh vực kỹ thuật điện tử

Phản hồi điện tử rất phổ biến trong lĩnh vực điện tử và cơ điện tử, nó giúp nâng cao hiệu suất của các mạch khuếch đại, tạo dao động và các mạch tính toán điều khiển.

Trong các mạch có phản hồi, tín hiệu được khuếch đại bởi mạch khuếch đại với độ khuếch đại thuần là $A$. Mạch phản hồi có hệ số $B$ cung cấp tín hiệu cộng với tín hiệu đầu vào. Độ khuếch đại của hệ thống sẽ là:

$G_c=A/(1-<!--\; -\; -->AB)$

Các khuếch đại điện tử tuyến tính áp dụng phản hồi âm để nâng cao đặc tính của mạch khuếch đại, đặc biệt là dải tần và độ lệch pha, từ đó tạo ra nhiều lớp mạch khuếch đại chuyên biệt (xem Khuếch đại (định hướng)). Trong số đó có Mạch ổn áp một chiều tuyến tính (khác với Mạch ổn áp một chiều switching).

Các khuếch đại điện tử tuyến tính sử dụng phản hồi dương để tạo ra mạch phát dao động, cung cấp tín hiệu tuần hoàn với dạng sóng cố định.

Các mạch điện tử có hệ số phản hồi dương cao chỉ có hai trạng thái đầu ra xác định là cao hoặc thấp, được sử dụng làm mạch số cơ bản, từ đó phát triển các chốt, flip-flop, thanh ghi,...

Phản hồi trong sinh học

Phản hồi trong lĩnh vực kinh tế

Phản hồi trong lĩnh vực tâm lý học

Tài liệu tham khảo

• Katie Salen và Eric Zimmerman. Rules of Play. MIT Press. 2004. ISBN 0-262-24045-9. Chương 18: Các trò chơi như là hệ thống điều khiển tự động.
• Korotayev A., Malkov A., Khaltourina D. Giới thiệu về động lực học xã hội: Chu kỳ thế kỷ và xu hướng thiên niên kỷ. Moscow: URSS, 2006. ISBN 5-484-00559-0
• Dijk, E., Cremer, D.D., Mulder, L.B., và Stouten, J. 'Chúng ta phản ứng thế nào với phản hồi trong các tình huống xã hội?' Trong Biel, Eek, Garling & Gustafsson (biên tập), Các vấn đề và mô hình mới trong nghiên cứu các tình huống xã hội, New York: Springer, 2008.

Liên kết bên ngoài

Mẫu: Hệ thống phức tạp