對自動控制專業的學生來說，“反饋”是自動控制原理課程中極其基礎而核心的概念，可以說，如果沒有反饋，自動控制根本無法實現。

既然反饋如此基礎而重要，到底什麼是反饋，又爲什麼需要反饋呢？

什麼是反饋

其實，“反饋”不僅存在於課本中，它也時刻在我們的身體中運行。

比如，喫飯。

你有沒有想過，明天中午到底應該喫多少飯？是喫1兩米飯呢，還是3兩，還是2.8兩？

你會說，這不是有病嗎？喫到飽即可啊，爲什麼要關注喫幾兩呢？

對！“喫到飽即可”就是在進行“反饋閉環自動控制”。

我們的“胃”，是“飽脹程度”的傳感器，它可以向“控制器”，也就是大腦，“反饋”當前的飽脹程度。

如果還很餓，那麼大腦就通知手和嘴繼續猛喫；如果“接近飽了”，那就通知手和嘴悠着點，適可而止，不要再猛喫。

現代任何自動化設備，上至飛機，下至電梯，都使用了同樣的思想。

有人說，如果胃無法監測飽脹程度，那會如何？

那就只能使用“定時定量喫飯“的控制方法，這就是開環控制。

開環控制

“定時定量”喫飯，是一種“開環控制”，效果很差。

假設我們定時每天中午十二點，喫2兩米飯。

但今天我腸胃好，十點半就餓了，然而，由於沒有傳感器告訴大腦，大腦依然控制到十二點才喫飯，結果，十一點半就餓暈了。

又比如，今天全是葷菜，油水豐富，喫一口飯就飽了，但是，由於沒有傳感器“反饋”給大腦，大腦按慣例繼續喫下去，導致嘔吐。

這就是開環控制的問題。

我說開環控制效果很差，主要是精度低，穩定性差。要麼喫不飽，要麼喫太撐，要麼上午飽下午撐然後嘔吐——系統震盪發散。

爲何減肥很困難

肥胖有多種因素，其中重要的原因就是控制不住飲食，大喫大喝胡喫海塞。

爲什麼會這樣呢？

因爲人是一種極其精密的“閉環自動控制系統”，一旦胃感受到飢餓，大腦就會控制手嘴胡喫海塞起來，以“減輕”反饋的飢餓程度，使人趨向於“飽”。

有人說，我有堅強的毅力，可以抵抗喫飯的衝動。

但真相往往是，我們很難做到。

因爲，這種反饋控制，是人類進化了上萬年的一種潛意識，如果沒有關公刮骨療毒的毅力，很難抗拒。

生活中的反饋自動控制

比如，用煤氣竈煮湯，火小了加熱速度慢，火大了一不小心會沸騰溢出，這就是開環控制的問題。

如果我們在湯鍋中插入一根溫度計，通過人眼觀測溫度，然後控制火焰的大小，進而控制溫度，這樣，我們可以在湯接近沸騰時提前減小火焰，加熱速度既快，又準，又穩。

穩、準、快，這就是反饋閉環控制的目標。

又比如，爲什麼地鐵的車門，無論誰，用多大力氣，扒多久，最終總能剛好關上？

因爲，有傳感器在“反饋”。如果門沒關，電機就拖動車門繼續關下去。

你看，這和我們喫飯，一個道理。

歡迎訂閱我的專欄，深入淺出，理解信號系統。

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