來源:幼教網 作者:@佚名 2017-10-17 21:21:09
幼教網整理了關于幼兒軍事科學《反饋機制》,希望對幼兒學習有所幫助,僅供參考。
在山村野地,一群小雞在嘁嘁喳喳地尋找食物,時而翻動草屑,時而啄食幼蟲,怡然自得。一只餓鷹從遠處飛來,發現了獵物,急速俯沖下來,嚇得小雞四處逃竄,于是演出了一幕“追蹤—逃逸”的活戲劇。在這個“追蹤—逃逸”系統中,對老鷹來說,目標是小雞,控制機構是鷹腦(發出指令),執行動作的機構是鷹翅、鷹爪和嘴。在整個追蹤過程中,鷹借助眼睛不斷地獲得反饋信息(即小雞的位置、速度和方向變化),據此及時調整自己的動作,直到抓住目標。
從這場“鷹雞殊死之戰”的過程中,我們可以看出信息反饋和反饋控制的重要性。
其實反饋作為一種技術手段自動控制目標,早在古代就開始了,只不過那時人們尚未從理論上加以升華。相傳早在2千多年前,我國和古希臘都曾發明過水鐘(“銅壺滴漏”)。這種簡單的裝置中就包含了深奧的反饋控制原理。水鐘的基本要求是控制水流的速度恒定以達到準確記時的目的。控制方式如圖所示。
反饋控制早期應用的另一個實例是離心式調速器如圖所示。大家都知道,1768年,英國工人瓦特(J.Watt,1736~1819年)發明了蒸汽機,從而導致了西方國家的第1次產業革命。據說瓦特小時候家里很窮,沒有上過學,可是他十分愛學習,特別愛動腦子。一天,小瓦特在廚房里看奶奶做飯,正巧爐子上的一壺水開了,壺蓋“啪啪”地直響,還不斷的跳動。小瓦特看了半天,感到很奇怪,就問奶奶:“什么東西使壺蓋跳動不停呀?”奶奶說:“水開了,壺蓋就動唄!”瓦特進一步問道:“為什么水燒開了,壺蓋就會動呢?是不是有什么東西在里面推動它呢?”奶奶看瓦特老是問個不停,就說:“我不知道,你自己去看吧!”為了弄清壺蓋為什么會跳動,瓦特常常坐在爐旁邊仔細觀察和思索,后來,他終于搞清楚了,原來,水燒開后,會產生一股“氣”(即水蒸汽),是“氣”的力量在推動壺蓋上下跳動。瓦特長大后,正是利用這個道理發明了蒸汽機。
為了進一步解決蒸汽機所推動的機械裝置的速度控制問題,1788年瓦特在系統中采用了離心式自動調速器。據估計,在19世紀中,僅英國就有7.5萬臺裝有瓦特調速器的蒸汽機裝置。我們又一次看到了反饋控制的神奇魅力。
有趣的是,我們人體本身幾乎處處都具有高速復雜控制能力的反饋控制系統。不知大家注意過沒有,人體在正常狀態下,無論春夏秋冬環境如何變化,都能保持體溫、血壓、血糖濃度、呼吸和心跳率基本恒定。大多數動物也具備這種功能。但是大家是否知道人類和動物如何實現這種自我調功能的機理呢?說白了,關鍵還是反饋控制的功勞。人體內顯然沒有像繼電器、溫度計和調速器這一類東西,而是依靠更為復雜的生物化學或生物物理過程來“檢測”各種生理變化的。例如,血液中葡萄糖濃度若偏離標準值,人體檢測到這條信息后就會由大腦中樞神經發出控制胰島素分泌的命令(信息),由胰島素分泌量的變化來調整血糖濃度使之恢復到正常值。同樣的,人體內各種分泌和神經系統,每時每刻(即使當你睡著的時候)都在參與各種自我調節活動,以保持人體內部狀態和心理狀態基本穩定。這些自我調節過程和我們前面介紹的自動恒溫、離心調速器的原理基本上是一致的。
反饋控制的概念還可以應用到更為廣泛的領域,如教師講課時,在認真講授書中內容的同時,還密切觀察同學們的反應,并隨時提問,課后批改作業。這后面的三種方式就是為了獲取反饋信息,以檢查同學們掌握教學內容的程度,并根據這些信息調整講授方法和進度,確保教學質量。
反饋機制對于人們的各種社會實踐活動也具有十分重要的意義。就拿企業管理來說吧,管理也是一種深奧的控制活動,必須緊緊抓住信息反饋這個關鍵環節。管理沒有信息反饋,只有上情下達,而無下情上達,就必然會脫離實際而出亂子,企業也會弄得一塌糊涂。同樣,對經營決策者來說,市場信息的反饋也是至關重要的,不注意市場需求變化而關起門來盲目生產的決策者,必然會導致企業虧損,甚至倒閉。
從上面的討論可以看出,信息概念和反饋思想是控制論的兩個基本出發點。
相關推薦:
小升初試題、期中期末題、小學奧數題
盡在奧數網公眾號
歡迎使用手機、平板等移動設備訪問幼教網,幼兒教育我們一路陪伴同行!>>點擊查看