ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ — воздействие результатов функционирования какой-либо системы (выхода системы) на характер функционирования этой системы. В системах с О. с. управление осуществляется путем регистрации отклонения показателя процесса от его заданного (желаемого) значения. Принцип О. с. получил широкое распространение при методологическом и математическом описании биол, систем и явлений на всех уровнях организации жизни.

Необходимость поддержания определенного закона изменения управляемых параметров всегда требует О. с. Наличие ее уменьшает влияние изменений параметров системы на работу системы в целом, обеспечивает стабилизацию, устойчивость системы, улучшает переходные процессы в ней, обеспечивает повышение помехоустойчивости из-за уменьшения влияния помех (неконтролируемых внешних воздействий).

Независимо от своей природы все системы (или элементы), имеющие стабильные характеристики, обладают О. с. Напр., в системах организационного управления аналогом О. с. можно считать контроль и учет исполнения. В таких системах всегда можно обнаружить замкнутую цепь воздействий. Изучение биол, объектов позволяет выделить большое количество разнообразных систем с замкнутым циклом воздействия — системы регулирования температуры тела, содержания сахара в крови и т. д. (см. Биологическая система, ауторегуляция биологических систем).

Различают положительную и отрицательную О. с. Связь выхода системы с ее входом через усилительное звено с положительным коэффициентом усиления — положительная обратная связь, с отрицательным усилением — отрицательная обратная связь. Положительная О. с. повышает общий коэффициент усиления и обеспечивает возможность управления значительными потоками энергии (мощностями), затрачивая малые энергетические ресурсы. Отрицательная О. с. улучшает устойчивость системы, т. е. свойство системы возвращаться к первоначальному состоянию после прекращения действия внешнего возмущения. Требование устойчивости — одно из основных требований для систем управления, т. к. устойчивость определяет, как правило, работоспособность всей системы. Для биол, систем, напр., одна из целей регулирования состоит в обеспечении жизнедеятельности организма в определенных пределах. В таких системах при сильных возмущающих воздействиях извне возможно отклонение того или иного физиол, (биохимического) параметра от нормы. Наличие отрицательной О. с. обеспечивает возможность возвращения значений тех или иных физиол, (биохимических) параметров в пределы нормы, поскольку информация о фактическом изменении регулируемой величины позволяет выявить рассогласование и восстановить соответствие действительного и необходимого значений регулируемого параметра.

Действие О. с. в биол, системе можно рассмотреть на примере гомеостаза (см.), или совокупности систем регуляций в организме, поддерживающих его устойчивое состояние. Аналогом гомеостатической регуляции является схема автоматического регулирования по отклонению от задающего сигнала. Более широкое представление о гомеостазе соответствует взгляду о наличии в организме совокупности цепей отрицательной О. с. на разных уровнях, к-рые взаимно влияют друг на друга, хотя в обычных условиях обладают значительной автономностью. В организме механизмы О. с. накладываются один на другой, дублируют друг друга. При этом их можно разделить на несколько групп, напр, по постоянным времени — разделить на быстродействующие нервные механизмы, более медленные гуморальные и т. д. Поэтому для анализа подобных систем и можно использовать представление о нескольких слоях О. с., включенных в одну и ту же систему.

Теория систем с О. с. хорошо разработана для систем автоматического регулирования техническими (искусственными) объектами (см. Автоматика). Результаты и методы исследования и построения подобных объектов пригодны для изучения течения тех или иных процессов в живых организмах.

См. также Регулирование (в биологических системах).

Библиография: Новосельцев В. Н. Теория управления и биосистемы, с. 80, М., 1978; Теория систем и биология, пер. с англ., под ред. В. И. Кринского, с. 7, М., 1971.

О. И. Авен.