Feedback i teknik er en proces, der fører til, at resultatet af et systems funktion påvirker de parametre, som dette systems funktion afhænger af. Med andre ord, et signal, der er proportionalt med dets udgangssignal (eller, i det generelle tilfælde, er en funktion af dette signal) føres til systemets indgang . Ofte gøres dette med vilje for at påvirke systemets dynamik.
Skelne mellem positiv og negativ feedback. Negativ feedback ændrer indgangssignalet på en sådan måde, at det modvirker ændringen i udgangssignalet. Dette gør systemet mere modstandsdygtigt over for tilfældige parameterændringer. Positiv feedback forstærker på den anden side ændringen i udgangssignalet. Systemer med stærk positiv feedback har en tendens til at blive ustabile, udæmpede svingninger kan forekomme i dem , det vil sige, at systemet bliver en generator.
Selvreguleringsmekanismer har eksisteret siden oldtiden, og ideen om feedback begyndte at komme ind i Storbritanniens økonomiske teori i det 18. århundrede, men på det tidspunkt blev den ikke anerkendt som universel og havde derfor intet navn [1] .
Den første kendte kunstige feedback-anordning var en svømmerventil til at holde vandet på et konstant niveau, opfundet i 270 f.Kr. i Alexandria . Denne enhed illustrerede princippet om feedback: et lavt vandniveau åbner ventilen , derefter giver det stigende vand feedback til systemet og lukker ventilen, når det nødvendige niveau er nået. Dette gentages i en cirkel, hvis vandstanden svinger [2] .
Centrifugalregulatorer er blevet brugt til at regulere afstanden og trykket mellem møllesten i vindmøller siden det 17. århundrede. I 1788 udviklede James Watt sin første centrifugalguvernør efter forslag fra sin forretningspartner Matthew Boulton til brug i dampmaskiner . Tidlige dampmaskiner brugte ren frem- og tilbagegående bevægelse og blev brugt til at pumpe vand - denne applikation er ikke følsom over for ændringer i driftshastigheden, men brugen af dampmaskiner i andre tilfælde krævede mere præcis hastighedskontrol.
I 1868 skrev James Clerk Maxwell det berømte værk "On Regulators", som betragtes som en klassiker inden for kontrolteori og feedback-matematik [3] .
Udtrykket "at give feedback", i betydningen at vende tilbage til en tidligere position i en mekanisk proces, blev første gang brugt i USA i 1860'erne [4] [5] og i 1909 brugte nobelpristageren Karl Ferdinand Braun udtrykket " feed-back" som et substantiv for at betegne den (uønskede) forbindelse mellem analoge kredsløbskomponenter [6] .
I 1912 fandt forskere, der brugte tidlige elektroniske forstærkere ( audiner ), ud af, at bevidst dirigering af en del af udgangssignalet tilbage til inputkredsløbet øgede forstærkningen (via regenerering ), men også forårsagede ekstra støj i enheden. Denne feedbackhandling fra output til input førte til brugen af udtrykket "feedback" som et separat ord i 1920 [7] .
Der har været en del kontroverser gennem årene om den bedste definition af feedback. Ifølge Ashby foretrækker matematikere og teoretikere, der er interesseret i principperne for feedbackmekanismer, en definition af "cyklisk handling", der holder teorien enkel og sammenhængende. Til mere praktiske formål skal feedback bevidst handle gennem en mere håndgribelig forbindelse.
Eksperimentører protesterer mod den matematiske definition af feedback, da feedback i dette tilfælde er til stede i et almindeligt pendul mellem dets position og dets momentum - "feedback", som fra et praktisk synspunkt er noget mystisk. Hertil modsætter matematikere, at hvis feedbacken kun skulle virke, når der er en rigtig ledning eller nerve til at repræsentere det, så bliver teorien kaotisk og fyldt med uoverensstemmelser [8] .
Der er også en definition af feedback som "information om gapet mellem det faktiske niveau og referenceniveauet for systemparameteren", som bruges til at "ændre gapet noget". Samtidig er information i sig selv ikke feedback, hvis den ikke omsættes til handling [9] .
Positiv feedback : Hvis feedbacksignalet fra udgangen er i fase med inputsignalet, så er feedbacken positiv.
Negativ feedback : Hvis feedbacksignalet har modsat polaritet eller er 180° ude af fase i forhold til inputsignalet, kaldes feedbacken negativ feedback.
Et eksempel på negativ feedback ville være et fartpilotsystem i en bil, der opfylder en målhastighed . Det kontrollerede system er en bil; dens input inkluderer det kombinerede drejningsmoment fra motoren og fra den skiftende vejbane.
Køretøjets hastighed (tilstand) måles af speedometeret . Fejlsignalet er afvigelsen af hastigheden målt af speedometeret fra den indstillede hastighed. Denne målte fejl fortolkes af controlleren for at justere speederen , der styrer strømmen af brændstof til motoren. Den resulterende ændring i motorens drejningsmoment , feedbacken, kombineres med ændringen i drejningsmomentet på grund af ændringer i vejkvaliteten for at reducere fejl i hastigheden og samtidig minimere vejstøj.
Begreberne "positiv" og "negativ" blev først anvendt på feedback i 1920'erne med introduktionen af det regenerative kredsløb [10] . I 1924 beskrev Friis og Jensen regenerering i et sæt elektroniske forstærkere som det tilfælde, hvor "feedback"-handlingen er positiv, i modsætning til den negative feedback-handling, de kun nævner i flæng [11] . Harold Stephen Blacks klassiske artikel fra 1934 beskriver brugen af negativ feedback i elektroniske forstærkere for første gang. Ifølge Black øger positiv feedback forstærkningen af en forstærker, negativ feedback reducerer den [12] . Men selv før disse udtryk først blev anvendt, beskrev James Clerk Maxwell adskillige slags "komponentbevægelser" forbundet med centrifugalregulatorer brugt i dampmaskiner , idet han skelnede mellem dem, der resulterer i en konstant stigning i forstyrrelse eller amplitude af oscillation, og dem, der fører til til deres fald [13] .