Тема 2. Обратная связь. Два занятия по два урока каждое.

Обратная связь – информация о фактическом выходе системы, используемая для устранения отклонений в ее работе с целью получения требуемого выхода.

Приведенное определение справедливо для любых систем:

• социальных – возникла проблема с уборкой мусора, увеличивается налог на его уборку, вводятся повышенные штрафы для неаккуратных жителей, на эти средства увеличивается штат дворников, закупается дополнительная уборочная техника и на улицах опять становится чисто;

• биохимических – на жаре животное стремится спрятаться в тень, чтобы уменьшить подвод тепла (или у него увеличивается потоотделение - при испарении влаги с поверхности тела возрастает отвод тепла) с целью поддержания требуемой температуры тела.

В конце концов, технология является той обратной связью, благодаря которой человек, взаимодействуя с окружающей средой, обеспечивает желаемые условия жизни. Технология неотделима от человека, теряет без него всякий смысл. Применяя технологические системы, человек осуществляет обратную связь на различных системных уровнях в зависимости от сложности технологической системы. На велосипедной прогулке – сам человек и источник энергии и линия управления с обратной связью, включая исполнительные устройства. В комнате становится темно, и мы включаем светильник. Пилот авиалайнера задает бортовому компьютеру режимы полета (высота, скорость, направление…) и не зависимо от внешних воздействий самолет будет поддерживать заданные параметры полета. Современная бортовая автоматика может обеспечить как взлет, так и посадку летательного аппарата.

Таким образом, обратная связь имеется в любой технологической системе. Она может осуществляться непосредственно человеком или, какими-либо устройствами по его исходной команде.

В учебнике, на страницах 156-160, подробно рассматривается система с обратной связью на примере велосипедной прогулки. Для более динамичного проведения занятия предложите детям самостоятельно ознакомиться с этим материалом дома, порекомендуйте использовать его при окончательном оформлении практической работы.

Опрашивая школьников для выяснения усвоения заданного на дом материала, отвечая на вопросы детей, составьте вместе с ними обобщенную блок-схему системы с обратной связью.

Далее следует напомнить школьникам о практической работе по поддержанию температуры воды, проведенной на предыдущем занятии и подробно проанализировать действия оператора. Этот совмещенный анализ-обсуждение целесообразно проводить на фоне блок-схемы управления с обратной связью.

Обратите внимание школьников на то, что из всех входов электрического чайника мы рассматриваем только один – энергетический. Это связано с тем, что управление процессом поддержания температуры воды в рассматриваемом опыте осуществляется подводом энергии к нагревательному элементу.

Предложите детям перечислить элементы, входящие в линию обратной связи, и функции, которые эти элементы выполняют.

Удобнее оформить в виде таблицы.

Линия обратной связи в системах управления.

№№ п/п	Элемент	Функция
1	Термометр	Преобразовать значение фактической температуры в информацию о ней (вид, форма представления информации должна восприниматься блоком сравнения, в нашем случае, оператором)
2	Оператор	Принять информацию о фактической температуре и
3	Оператор	Принять информацию о требуемой температуре
4	Оператор	Сравнить информацию о фактической температуре с информацией о требуемой температуре
5	Оператор	По результатам сравнения принять решение о воздействии на переключатель (+50оС и больше – выключить, меньше +50оС – включить), управляющий исполнительным устройством (нагревательным элементом) воздействуя на переключатель
6	Оператор	Воздействовать на переключатель согласно принятому решению
7	Переключатель	Начать подачу/прекратить подачу электроэнергии к нагревательному элементу

Практическая работа

Модель технологической системы управления с обратной связью, осуществляемой оператором.

Предложите детям собрать модель такой системы с использованием учебного набора-конструктора Introduction to Control Systems и Лабораторного практикума “Технологические системы” часть 3 (ОРТ Самара 2000), работа №3 «Усовершенствование инкубатора. Система управления с обратной связью (с помощью оператора)».

Работа считается выполненной:

• при составлении таблицы элементов системы управления с обратной связью, дополненной колонкой блок-схем каждого использованного в схеме элемента;

• блок-схемы линии обратной связи.