بازخورد مثبت

بازخورد مثبت (به انگلیسی: Positive feedback) یا بازخورد تشدیدی (به انگلیسی: exacerbating feedback) یا بازخورد خودتقویت‌کننده (به انگلیسی: self-reinforcing feedback) روندی است که در یک حلقه بازخورد اتفاق می‌افتد و اثرات یک اغتشاش کوچک را تشدید می‌کند؛ یعنی اثرات آشفتگی بر روی یک سیستم شامل یک افزایش اندازه اختلال است.^[۱] یعنی A موجب تولید بیشتر B می‌شود که به نوبه خود منجر به تولید بیشتر A می‌شود.^[۲] در مقابل، یک سیستم که در آن نتایج حاصل از یک عمل تغییر به منظور کاهش یا مقابله با آن است بازخورد منفی دارد.^[۳] هر دو مفهوم در علم و مهندسی از جمله زیست‌شناسی، شیمی و سایبرنتیک نقش مهمی دارند.

از نظر ریاضی، بازخورد مثبت به عنوان یک بهره حلقه مثبت در پیرامون یک حلقه بسته علت و معلولی تعریف می‌شود.^[۱]^[۳] یعنی بازخورد مثبت هم‌فاز با ورودی است، به این معنا که آن را اضافه می‌کند تا ورودی بزرگ‌تر شود.^[۴]^[۵] بازخورد مثبت باعث ناپایداری سیستم می‌شود. هنگامی که بهره حلقه مثبت و بالاتر از ۱ باشد، به‌طور معمول رشد نمایی، افزایش نوسانات، رفتار آشوبناک یا دیگر واگرایی‌ها از تعادل وجود خواهد داشت.

بازخورد مثبت در الکترونیک دیجیتال به کار می‌رود تا ولتاژهایی به دور از ولتاژهای میانی را در داخل حالت‌های ۰ و ۱ بکشاند.

بررسی اجمالی

بازخورد مثبت تأثیرگذاری بر فرایند ایجاد شده توسط آن را تقویت می‌کند. به عنوان مثال، هنگامی که بخشی از یک سیگنال خروجی الکترونیکی به ورودی بازمی‌گردد و با آن هم فاز است، بهره سیستم افزایش می‌یابد.^[۶] از این رو ویژگی اصلی بازخورد مثبت این است که اختلالات کوچک بزرگ‌تر می‌شوند. هنگامی که یک تغییر در یک سیستم رخ می‌دهد، بازخورد مثبت باعث تغییر بیشتر در همان جهت می‌شود.

اساس

یک حلقه بازخورد ساده در نمودار نشان داده شده‌است. اگر بهره حلقه AB مثبت باشد، پس شرط بازخورد مثبت یا بازتولیدکننده وجود دارد.

اگر توابع A و B خطی و AB کوچکتر از واحد باشد، در نتیجه بهره کلی سیستم بدست آمده از ورودی به خروجی محدود است، اما با نزدیک شدن AB به واحد می‌تواند بسیار بزرگ باشد.^[۷] در این حالت، می‌توان نشان داد که بهره کلی یا «حلقه بسته» از ورودی به خروجی:

G_{c}={\frac {A}{(1-AB)}}

وقتی AB > 1، سیستم ناپایدار است، بنابراین بهره معینی ندارد. بهره ممکن است نامحدود نامیده شود.

بازخورد مثبت لزوماً به معنای ناپایداری تعادل نیست، به عنوان مثال ممکن است حالت‌های روشن و خاموش پایدار در معماری‌های بازخورد مثبت وجود داشته باشد.^[۸]

جستارهای وابسته

منابع

↑ ^۱٫۰ ^۱٫۱ Ben Zuckerman & David Jefferson (1996). Human Population and the Environmental Crisis. Jones & Bartlett Learning. p. 42. ISBN 978-0-86720-966-2. Archived from the original on 2018-01-06.
↑ Keesing, R.M. (1981). Cultural anthropology: A contemporary perspective (2nd ed.) p.149. Sydney: Holt, Rinehard & Winston, Inc.
↑ ^۳٫۰ ^۳٫۱ Bernard P. Zeigler; Herbert Praehofer; Tag Gon Kim Section (2000). "3.3.2 Feedback in continuous systems". Theory of Modeling and Simulation: Integrating Discrete Event and Continuous Complex Dynamic Systems. Academic Press. p. 55. ISBN 978-0-12-778455-7. Archived from the original on 2017-01-03. A positive feedback loop is one with an even number of negative influences [around the loop].
↑ S W Amos; R W Amos (2002). Newnes Dictionary of Electronics (4th ed.). Newnes. p. 247. ISBN 978-0-7506-5642-9. Archived from the original on 2017-03-29.
↑ Rudolf F. Graf (1999). Modern Dictionary of Electronics (7th ed.). Newnes. p. 276. ISBN 978-0-7506-9866-5. Archived from the original on 2017-03-29.
↑ "Positive feedback". Oxford English Dictionary. Oxford University Press. Archived from the original on 2 March 2014. Retrieved 15 April 2014.
↑ Electronics circuits and devices second edition. Ralph J. Smith
↑ Lopez-Caamal, Fernando; Middleton, Richard H.; Huber, Heinrich (February 2014). "Equilibria and stability of a class of positive feedback loops". Journal of Mathematical Biology. 68 (3): 609–645. doi:10.1007/s00285-013-0644-z. PMID 23358701.

برای مطالعهٔ بیشتر

نوربرت وینر (۱۹۴۸)، سایبرنتیک یا کنترل و ارتباطات در حیوان و ماشین، پاریس، هرمان و سی - MIT Press، کمبریج، MA.
کیتی سالِن و اریک زیمرمن. قوانین بازی. مطبوعات MIT 2004 شابک ‎۰-۲۶۲-۲۴۰۴۵-۹ شماره استاندارد بین‌المللی کتاب 0-262-24045-9. فصل ۱۸: بازیها به عنوان سیستم‌های سایبرنتیک.

[zuckerman-1] ۱٫۰ ^۱٫۱ Ben Zuckerman & David Jefferson (1996). Human Population and the Environmental Crisis. Jones & Bartlett Learning. p. 42. ISBN 978-0-86720-966-2. Archived from the original on 2018-01-06.

[culturalanthropology2nded-2] Keesing, R.M. (1981). Cultural anthropology: A contemporary perspective (2nd ed.) p.149. Sydney: Holt, Rinehard & Winston, Inc.

[theorymodelling-3] ۳٫۰ ^۳٫۱ Bernard P. Zeigler; Herbert Praehofer; Tag Gon Kim Section (2000). "3.3.2 Feedback in continuous systems". Theory of Modeling and Simulation: Integrating Discrete Event and Continuous Complex Dynamic Systems. Academic Press. p. 55. ISBN 978-0-12-778455-7. Archived from the original on 2017-01-03. A positive feedback loop is one with an even number of negative influences [around the loop].

[4] S W Amos; R W Amos (2002). Newnes Dictionary of Electronics (4th ed.). Newnes. p. 247. ISBN 978-0-7506-5642-9. Archived from the original on 2017-03-29.

[5] Rudolf F. Graf (1999). Modern Dictionary of Electronics (7th ed.). Newnes. p. 276. ISBN 978-0-7506-9866-5. Archived from the original on 2017-03-29.

[6] "Positive feedback". Oxford English Dictionary. Oxford University Press. Archived from the original on 2 March 2014. Retrieved 15 April 2014.

[smith-7] Electronics circuits and devices second edition. Ralph J. Smith

[ReferenceA-8] Lopez-Caamal, Fernando; Middleton, Richard H.; Huber, Heinrich (February 2014). "Equilibria and stability of a class of positive feedback loops". Journal of Mathematical Biology. 68 (3): 609–645. doi:10.1007/s00285-013-0644-z. PMID 23358701.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]

[۸]