1.8. Трёхуровневые физические системы – основа для создания положительной обратной связи.

Мир существует по основным трём законам (см. 1.4.):

1. Время во всех точках пространства Вселенной синхронизировано.

2. Существует рекуррентный процесс, который идёт из прошлого в будущее. Такой процесс называется накоплением. Движение также относится к процессу накопления.

3. Существует процесс управления. В этом процессе Будущее управляет Прошлым. По-другому этот процесс можно назвать отрицательной обратной связью.

В данном случае, мы рассмотрим третий закон – закон об отрицательной обратной связи.

Этот закон проявляется во всех основных дифференциальных уравнениях управления.

Первое уравнение – уравнение для явления самоиндукции.

(1.7) .

Второе уравнение – уравнение для явления электрической релаксации.

(1.12).

Третье уравнение – уравнение для явления тепловой релаксации (закон Ньютона-Рихмана).

(1.17).

Для механической иерархии энергий, мы получили уравнение для явления инерционного движения массивного тела:

(1.19)

Все эти дифференциальные уравнения имеют одну особенность – перед дробью в правой части уравнения стоит знак «-». Этот знак соответствует «правилу Ленца», и сообщает нам, что в системе существует отрицательная обратная связь.

В электронной (термоэлектронной) схемотехнике существует блок, который на выходе меняет входящий сигнал на противоположный. Этот блок называется инвертор. С помощью таких блоков очень удобно отображать и положительные и отрицательные обратные связи.

Рис. 1.13. Инвертор и функциональный усилитель.

На рисунке 1.13. изображён инвертор (блок 1) и функциональный усилитель (блок 2). Назначение инвертора – изменять сигнал на обратный. Операция инвертирования соответствует правилу Ленца. Функциональный усилитель служит для выполнения какой-либо заданной математической функции.

Можно совместить инвертор с функциональным усилителем в одном блоке – получим инвертирующий функциональный усилитель.

Рис. 1.14. Иерархия энергий в виде инвертирующих функциональных усилителей.

На рисунке 1.14. изображены 3 инвертирующих функциональных усилителя, соответствующих уравнению (1.6.)

С помощью уравнения 1.6. мы можем представить 3-й уровень интегрирования, или закон сохранения (преобразования) энергий.

(1.6) ,

На рисунке 1.4. знаками «+» и «-» обозначена полярность сигнала. Когда мы рассматриваем только блок 1 и блок 2 (см. рис. 1.14.), то мы получаем трёхуровневую электромагнитную физическую систему. На рисунке 1.15. нарисована блок-схема, соответствующая трёхуровневой электромагнитной физической системе.

Рис. 1.15. Трёхуровневая электромагнитная физическая система.

Когда мы рассматриваем только блок 2 и блок 3 (см. рис. 1.14.), то мы получаем трёхуровневую термоэлектрическую физическую систему. На рисунке 1.16. нарисована блок-схема, соответствующая трёхуровневой термоэлектрической физической системе.

Рис. 1.16. Трёхуровневая термоэлектрическая физическая система.

Замыкая вход и выход двухкаскадного усилителя (усилителя на рисунках 1.15. и 1.16.) резистором, мы получаем положительную обратную связь на основе растущей экспоненциальной функции.

Если же вход и выход будет замкнут конденсатором, то мы получим положительную обратную связь, описываемую как осциллятор гармонических колебаний.