Еще один пример системы с обратной связью: предположим, вы едете на велосипеде. Во-первых, необходимо крутить педали: если остановитесь — упадете. Когда вы находитесь в движении, глаза и чувство равновесия обеспечивают вас обратной связью, и приходится постоянно перемещать центр тяжести, чтобы сохранять равновесие и двигаться дальше. Опытный велосипедист едет по прямой, а начинающий — виляет из стороны в сторону, потому что еще не умеет точно корректировать отклонения от равновесия. Набираясь опыта, он перестает вилять, потому что быстрее и точнее реагирует на сигналы обратной связи. Входной сигнал в контур обратной связи дают наши глаза и вестибулярный аппарат, а выход обеспечивают мышцы рук, ног и туловища. Этот выход (движения мышц) изменяет состояние системы (человек плюс велосипед) и дает на вход новую информацию о равновесии и направлении.
Принцип обратной связи настолько прост и широко распространен, что мы буквально живем и дышим в петлях обратной связи, принимая их как нечто само собой разумеющееся. А между тем их значение трудно переоценить.
Петля обратной связи действует и в машинах, которые мы создаем. Наличие ее позволяет агрегату работать без прямого участия человека. Машины, оборудованные устройствами обратной связи, более производительны, надежны и не нуждаются в постоянном присмотре. Паровой двигатель, например, кардинально преобразовал существовавшие технологии, дал толчок развитию промышленной революции и изменил нашу жизнь в быту и на работе. Сегодня электронные устройства, использующие принцип обратной связи, стали двигателем информационной революции, мозгом компьютеров и всех устройств, использующих микрочипы, — от стиральных машин до ракет.
Чтобы ознакомиться с работой простого механического устройства обратной связи, достаточно заглянуть в собственную ванную. Поплавковый клапан поддерживает постоянный уровень воды в сливном бачке туалета. Принцип очень простой. Большой полый шар, соединенный рычагами с клапаном, перекрывающим входную трубу, плавает на поверхности воды. Нажатием на спусковой рычаг вы открываете выпускной клапан, уровень воды в бачке понижается, а с ним опускается вниз и поплавок. Тем самым он открывает входной клапан, и в бачок начинает поступать вода. Ее уровень постепенно повышается, поэтому всплывает и поплавок. По мере этого процесса щель входного клапана сужается, а когда поплавок займет первоначальное положение, приток воды прекратится. Очень похожая система действует в автомобиле, где она контролирует поступление бензина через карбюратор. Нажимая на газ, нога водителя управляет клапаном, но это можно делать и автоматически с помощью системы оптимального регулирования скорости — более сложного устройства обратной связи.
