系統(tǒng)的輸出，本來它是一種是系統(tǒng)對(duì)外界的作用，那么如果這個(gè)作用反過來又影響到他自身，這就是一種反饋。

我們可以看看，額控制這個(gè)例子的控制原理，我想不用跟大家多說了，這是跟我們一開始談到的離心調(diào)速器的原理是一樣的，只不過改變的地方有一點(diǎn)在哪里？離心調(diào)速器我們第一堂課講的蒸汽機(jī)的離心調(diào)速器的例子什么東西不一樣，我們第一堂課談的離心調(diào)速器的例子針對(duì)的對(duì)象是蒸汽機(jī)，

這個(gè)上面針對(duì)的對(duì)象是更廣義的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，管它是柴油機(jī)還是氣燃機(jī)，反正還是蒸汽機(jī)，是隨便什么都一樣的。還有離心調(diào)速器是通過如果轉(zhuǎn)速變化，通過一些齒輪什么傳動(dòng)，然后帶驅(qū)動(dòng)帶有偏心小球的軸的轉(zhuǎn)速的變化，對(duì)不對(duì)？那么這上面這根軸在這。

(資料圖片)

如果這個(gè)變化跟調(diào)定的速度有偏差的話，是通過什么在調(diào)節(jié)？通過偏心小球的位置，引起套筒的上下的位置的變動(dòng)，然后變動(dòng)直接通過一個(gè)杠桿作用在進(jìn)氣閥門上面，或者說我們蒸汽的供應(yīng)的閥門上面，對(duì)不對(duì)？

那么現(xiàn)在這個(gè)位置的三項(xiàng)一變動(dòng)是通過這一套東西作用上來，所以它的產(chǎn)生偏差以后的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不一樣，對(duì)不對(duì)？為什么要這樣？那個(gè)是由它的運(yùn)動(dòng)直接通過一個(gè)杠桿把運(yùn)動(dòng)傳遞在閥門上面，力量大，為什么現(xiàn)在這個(gè)力量大呢？是這一個(gè)動(dòng)作只是用來驅(qū)動(dòng)靶心，然后真正的驅(qū)動(dòng)力來自于高壓油，你們后面要學(xué)液壓，現(xiàn)在還沒學(xué)，學(xué)液壓就是專門學(xué)這一套東西，跟這類似的這一套東西，那么高壓油過來顯然是驅(qū)動(dòng)力會(huì)大得多，所以這實(shí)際上是一個(gè)怎么說是一個(gè)功率放大起個(gè)功率放大的作用。

好，那么知道了跟我們上次離心調(diào)速器的關(guān)系以后，那么這個(gè)原理不用說，大家就可以直接說出來了。輸出軸在這個(gè)地方，輸出軸的轉(zhuǎn)速，如果隨著負(fù)載有變化的話，通過齒輪傳到軸上，這一根軸上的轉(zhuǎn)速的變化，帶動(dòng)偏心球的偏心位置的變化，然后帶動(dòng)套筒的上下位置的變化。這個(gè)變化影響到，這是一個(gè)閥芯，影響到閥芯的位置的變化，也就影響到高壓油是不是能夠進(jìn)入到這里，作用在這個(gè)上面通過這一套。

好，我們看看控制原理，如果負(fù)載變化使得我們要增加，那么會(huì)導(dǎo)致一系列的現(xiàn)象，導(dǎo)致什么現(xiàn)象？離心機(jī)構(gòu)它的軸的轉(zhuǎn)速的變化，導(dǎo)致離心機(jī)構(gòu)的偏心球的位置，偏心角占大，然后導(dǎo)致套筒上升，這是在負(fù)載轉(zhuǎn)速的變化時(shí)負(fù)載速度增加的情況，那么就會(huì)產(chǎn)生這樣的變化，產(chǎn)生這樣的變化以后，那么這一個(gè)套筒這個(gè)地方上升，會(huì)導(dǎo)致接下來會(huì)導(dǎo)致什么？導(dǎo)致這樣一些動(dòng)作，這個(gè)地方的反應(yīng)上升。然后高壓油從這個(gè)地方進(jìn)來，作用在油缸上面，作用在油缸的活塞上面，這一套你們現(xiàn)在還沒學(xué)沒關(guān)系，所以油缸上以后就導(dǎo)致這個(gè)地方怎么說油門關(guān)小，不管這邊是供應(yīng)的是什么，反正是發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。

在這個(gè)過程當(dāng)中我們看到什么？由于輸出轉(zhuǎn)速它的變化，它本來是一種帶動(dòng)負(fù)載的帶動(dòng)負(fù)載所產(chǎn)生的段落，那么這個(gè)輸出轉(zhuǎn)速的變化，它除了去帶動(dòng)負(fù)載以外，它還通過這樣一個(gè)過程作用在他自身上面，作用在這個(gè)系統(tǒng)本身上面，所以就導(dǎo)致了這樣一系列的變化。

那么接下來我們看這一個(gè)變化導(dǎo)致什么？這個(gè)變化導(dǎo)致什么？這里一下降以后會(huì)導(dǎo)致什么現(xiàn)象？比如說使燃料供應(yīng)減少的過程，最后導(dǎo)致的結(jié)果是什么？輸出轉(zhuǎn)速回到原來的值，當(dāng)然能不能回到那么是我們以后要談到的問題，能不能回到取決于你這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。好，假設(shè)他理想的設(shè)計(jì)師能夠回到以后轉(zhuǎn)速又減小，減小了以后要掉下來，掉下來套筒要往底下降下來的作用，把閥芯又往下移動(dòng)的，結(jié)果把閥口又給堵死，對(duì)不對(duì)？達(dá)到平衡位置以后，使這個(gè)閥口恢復(fù)到原來的關(guān)閉位置，這樣的話如果是達(dá)到這樣一種理想狀態(tài)，那么輸出轉(zhuǎn)速就回到了設(shè)定值，這達(dá)到了我們的控制效果。好，這是這樣一個(gè)原理。

那么所以這個(gè)過程我們?cè)倩剡^頭來看，是通過檢測(cè)這個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際輸出值，并且與值進(jìn)行比較，與設(shè)定值進(jìn)行比較，在什么環(huán)節(jié)上面有哪個(gè)機(jī)構(gòu)在完成這個(gè)比較，是由什么東西在進(jìn)行測(cè)量，有什么東西在進(jìn)行比較，然后反過來作用于系統(tǒng)，這樣就形成了一種反饋，當(dāng)然這個(gè)過程本身包含的是一個(gè)完整的反饋控制的作用，檢測(cè)到偏差以后，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)糾正偏差，這是把整個(gè)反饋控制的過程都體現(xiàn)在其中。

好，那么這里回到剛才說的問題，什么東西在檢測(cè)？大家能夠回答出來，是由偏心機(jī)構(gòu)來檢測(cè)，與設(shè)定值比較，有誰在比較？如果這個(gè)位置有變化，他怎么知道這個(gè)變化不是原來的設(shè)定位置，原來的設(shè)定位置是什么？一旦調(diào)節(jié)好了，相當(dāng)于你輸出轉(zhuǎn)速，如果是在設(shè)定位置上面，會(huì)是一個(gè)什么樣的狀態(tài)？就是我們說最后要達(dá)到這個(gè)條件的理想狀態(tài)是什么？是閥口關(guān)閉，對(duì)不對(duì)？閥口關(guān)閉狀態(tài)就意味著是對(duì)應(yīng)著滑套在某一個(gè)位置上面，在某個(gè)位置就意味著是這個(gè)偏心球在某一個(gè)角度上面，這都是設(shè)定好人的情況，這些位置這些角度都是一定的。

好，回過頭來再說你有什么在設(shè)定這個(gè)位置，比如說我現(xiàn)在要調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速，就是1000轉(zhuǎn)，有什么在設(shè)定？這個(gè)東西，這是預(yù)緊彈簧，調(diào)整彈簧的預(yù)緊力，使得這個(gè)地方的輸出轉(zhuǎn)速為我設(shè)定的，比如說是1000轉(zhuǎn)的時(shí)候，調(diào)整彈性的正好是套筒的位置，是關(guān)閉的位置。Ok好，我這就是整個(gè)例子當(dāng)中體現(xiàn)出來的一種反饋，以及實(shí)際上包含了返回控制，實(shí)質(zhì)上體現(xiàn)的是一種所謂的信息的傳遞和交互，為什么這樣說？這里這個(gè)信息本來它是帶動(dòng)負(fù)載的，然后他轉(zhuǎn)速信息通過檢測(cè)通過比較判斷反過來調(diào)節(jié)系統(tǒng)這相當(dāng)于是輸出量，信息量在系統(tǒng)當(dāng)中經(jīng)過了這樣若干個(gè)環(huán)節(jié)傳遞，最后起作用在系統(tǒng)上，所以它的實(shí)質(zhì)，我們說所謂的反饋實(shí)質(zhì)上就是信息的傳遞和交互這樣一個(gè)過程。

好，我們?cè)倏匆粋€(gè)剛才的例子，是一個(gè)可以這樣認(rèn)為是一個(gè)工業(yè)上的實(shí)際的例子，那么我們?cè)倏匆粋€(gè)大家更熟悉的一個(gè)例子，一個(gè)更簡單一點(diǎn)的例子，這是一個(gè)很簡單的機(jī)械系統(tǒng)，這個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程是什么？Ft等于mx，這是一個(gè)y(t)，我們跟上面來統(tǒng)一。

這是這一個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程對(duì)吧？上次課我們就已經(jīng)講過系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，這個(gè)系統(tǒng)是以ft作為輸入，給他一個(gè)外界外力作用，然后他會(huì)，小車或者說質(zhì)量快會(huì)產(chǎn)生位移，那么位移和外力之間形成了這樣一個(gè)動(dòng)力學(xué)關(guān)系。好，這里頭這個(gè)方程形式，我們是寫成這種形式，我們把方程形式，假如說我們換一個(gè)寫法，我們寫成什么？寫成my二階導(dǎo)數(shù)等于ft減c位移（y）的一階導(dǎo)數(shù)也就速度，然后再減去ky寫成這樣的一個(gè)寫寫成這樣的一個(gè)表達(dá)式，沒問題，對(duì)吧？

這個(gè)我們?cè)侔阉鼘懸幌率且馕吨鞘裁?？我看看再來寫一下，把它寫成一個(gè)什么？把它這里寫成 M先是一階導(dǎo)數(shù)，然后再來一個(gè)一階導(dǎo)數(shù)，沒問題吧？

好，那么我現(xiàn)在如果用一個(gè)框圖把這個(gè)表達(dá)式把這種運(yùn)算關(guān)系表達(dá)出來，是一個(gè)什么樣的運(yùn)動(dòng)關(guān)系？

我先把這個(gè)地方寫成ft，然后這個(gè)符號(hào)的含義我們后面再說，這是一個(gè)先進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算的符號(hào)。

好，這個(gè)地方既然是代數(shù)運(yùn)算，前面的號(hào)是正號(hào)，我減去一個(gè)yt這是減，然后再減去一個(gè)，再減去一個(gè)什么？這不是yt減去一個(gè)cyt然后再減去一個(gè) c萬一的意見，導(dǎo)數(shù)，這是k好，然后剪出來的結(jié)果是這邊運(yùn)進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算以后的結(jié)果是？

這邊又是什么？又是一個(gè)m然后再乘上一個(gè)一階導(dǎo)數(shù)，反過來是一個(gè)積分，然后再一個(gè)一階導(dǎo)數(shù)反過來又是一個(gè)積分，我寫錯(cuò)了沒有？好，然后輸出y（t），對(duì)不對(duì)？

那么這個(gè)地方是什么？這個(gè)地方對(duì)不對(duì)？有沒有問題？

然后這個(gè)地方是一個(gè)注意到這是一個(gè) Y的一階導(dǎo)數(shù)，y的一階導(dǎo)數(shù)在哪在？這是y的一階導(dǎo)數(shù)變量乘上一個(gè)c就構(gòu)成了變量，然后在yt乘上一個(gè)k就構(gòu)成了這個(gè)變量，要不要講的這個(gè)東西從哪來？這個(gè)量從哪來？是量乘上這個(gè)量來的，減的量從哪來？是量乘上這個(gè)量來的，對(duì)不對(duì)？這一個(gè)圖是不是描述了計(jì)算關(guān)系，運(yùn)算關(guān)系應(yīng)該是m分之1，應(yīng)該是m分之1，好，說的太對(duì)了，說的太對(duì)不對(duì)？因?yàn)檫@個(gè)地方的結(jié)果是等于一這一大堆除上m是這兩個(gè)東西，積一次分變成了這個(gè)東西，再積一次分變成了這個(gè)東西，對(duì)吧？好，搞清楚了沒有？

理解了這一點(diǎn)，我們?cè)倏纯?，這本身是一個(gè)很簡單的機(jī)械系統(tǒng)，那么我們這里討論的是反饋，我們看看最簡單的記憶系統(tǒng)用方框圖，方塊圖實(shí)質(zhì)是什么？就是一個(gè)運(yùn)算關(guān)系的圖形表達(dá)，而這個(gè)圖形表達(dá)里面就是幾個(gè)基本的元素，一個(gè)是我們剛才說一個(gè)代數(shù)運(yùn)算的符號(hào)，我們后面講方框圖的時(shí)候會(huì)詳細(xì)來說這個(gè)東西，我們后面專門要跟方框圖打交道，這是一個(gè)代數(shù)和運(yùn)算，這是一個(gè)的方框里頭就代表一種運(yùn)算，這種運(yùn)算就是它的輸出是輸入乘上方塊里頭的內(nèi)容，是代表這樣一種運(yùn)算關(guān)系，然后還有所謂的引出線，這是就是一個(gè)方塊圖里的幾個(gè)基本的元素。那么用這個(gè)圖形，它這個(gè)圖形所蘊(yùn)含的運(yùn)算關(guān)系就是反映了這個(gè)表達(dá)式，沒問題吧？好，那么我們從這個(gè)圖形從這個(gè)公式上面我們看不出什么東西來，但是一旦畫出這個(gè)圖形以后，從這個(gè)圖形上面我們就能夠從本質(zhì)上面理解這一個(gè)系統(tǒng)在一個(gè)外界作用下，它里頭的信息發(fā)生了一種什么樣的傳遞和交互？

好，比如說外力首先是作用在質(zhì)量塊上，作用質(zhì)量塊上產(chǎn)生了一個(gè)加速度，這個(gè)是根據(jù)什么？根據(jù)牛頓第二定律，在這個(gè)小車還沒有動(dòng)的時(shí)候，外力加上去，小車這個(gè)時(shí)候還沒動(dòng)，外力加上去，這個(gè)時(shí)候根據(jù)牛頓定律，它是不是就要產(chǎn)生加速度，產(chǎn)生加速度以后相應(yīng)的它就經(jīng)過一個(gè)瞬間，那么它的速度就有了，它的位移也有了，經(jīng)過一個(gè)很短的時(shí)間間隔對(duì)不對(duì)？好，一旦有了速度，一旦它的速度已經(jīng)起來以后，大家注意看它就通過通過這個(gè)元素（指C），這一個(gè)速度就產(chǎn)生了一個(gè)這個(gè)東西（指cy的一階導(dǎo)數(shù)），對(duì)不對(duì)？因?yàn)橛兴俣纫院缶蜁?huì)產(chǎn)生這個(gè)量好，因?yàn)橛形灰埔院缶蜁?huì)產(chǎn)生這個(gè)量（ky（t）），這兩個(gè)就跟它要疊加在一起，又要作用在它（m）的上面，又改變它（積分），是不是這樣一個(gè)含義？

所以我們看到哪怕是這樣一個(gè)很簡單的機(jī)械系統(tǒng)，里頭照樣包含著信息的反饋，而且還包括不光是我們?nèi)绻紤]輸出是位移，不光是輸出位移的反饋，還包括中間變量的反饋，在它的內(nèi)部的中間變量的一個(gè)發(fā)展或者是內(nèi)部狀態(tài)的一個(gè)發(fā)展。

所以就這樣一個(gè)簡單的機(jī)械系統(tǒng)，這里頭也是包含有反饋，而且當(dāng)然在框框圖上面把合并起來沒寫那么復(fù)雜，合并起來以后這個(gè)地方的速度就只好是通過它經(jīng)過微分運(yùn)算，兩個(gè)是增加的。好，這也就是在簡單的機(jī)械系統(tǒng)里頭，它由于力作用在質(zhì)量塊上產(chǎn)生加速度，產(chǎn)生速度產(chǎn)生位移，這些輸出量輸出狀態(tài)就又會(huì)反過來作用于這個(gè)系統(tǒng)。所以即使是這樣的系統(tǒng)，里頭也是存在著元素之間的這種信息的交互，形成反饋。