引言及反馈控制在实现生产目标中的作用

当天气寒冷时，我们会感到不舒适并添加衣服，身体也会不由自主地打寒颤，以增加体内热量；如果环境太热，我们则会出汗来挥发体内的热量，这就是反馈。

通常，有用的系统很复杂，且会驱使他们包含全部不同子过程的功能，它们通过一系列以不寻常的方式相互作用的子过程获得它们的全部功能。在这种情况下，一般是整个系统为一个目标服务。即使当整个系统服务于一个特殊目的时也是这样。在自然界，这是最常见的事实，这就是惯例，且越来越多的设计工程系统展现出了相似的结构和复杂度。任何系统的分析和设计都既需要理解各部件的行为并达到系统全部目标的控制原则对所有组件工作方式的有形理解，也需要对控制原理的掌握，以获得所需系统的全部用途。在实际设计中，约束限制条件至关重要。巩固用来支撑系统和与系统设计相关的控制工程方法的基本思想将在下面的章节中给出。在这里，引入了一些例子将注意力集中到反馈设计的本质。

一个系统需要在各种层面去设计，从它最小的子系统到整合了所有子系统的全局系统。对应于控制层来说，从局部子系统控制到监控策略，都需要设计成能够以无缝的方式协同工作，以达到系统目标并维持一段时间（更多细节见第10章）。控制不能是马后炮，它必须是系统设计的一个整体部分。其基本限制和系统中明显的物理制约一样重要。同样的，没有注意物理约束的控制设计是没有意义的。

在这一章中，我们将阐述反馈和控制在实现目标行为中的作用。我们的例子既来自于工程，也来自于自然世界。

我们以描述一家生产瓷砖的工厂开始。它可以看做一个典型的制造过程，那里所有目标的实现均通过一系列离散子过程的执行。这种思想被推广到许多生产制造过程，至少被推广到全球工厂的结构中，即将整个生产过程分成彼此相互联系、相互依赖的子过程。

大多数自然系统和人为系统在时间和空间上都是分布式的，因此需要局部测量和局部作用，以及调整全局输出的层次结构。大型灌溉系统的控制为这类系统提供了一个很好的例子。(www.xing528.com)

控制在实现高精度和良好可重复性方面的好处，通过射电系统的天线控制被加以说明。快而精是大型制造企业长期追求的目标，最被汽车产业认可。

并不是所有的控制系统都是如此复杂。在日常生活中，我们看到了一个洗车厂是怎样运作的（希望和我说的一样），按顺序给车子洗涤、上蜡、冲刷并烘干。可以在我们身边找到许多像这样简单的系统。

在我们身体中也有许多控制过程：如体温的动态平衡，细胞、血液和组织器官内的化学平衡等。通常，我们不注意这些过程，直到身体出了问题。

最后，反馈和控制也在社会系统中起到非常重要的作用。