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Un ciclo de retroalimentación donde todos los resultados de un proceso están disponibles como entradas causales a ese proceso.

La retroalimentación ocurre cuando las salidas de un sistema se enrutan de regreso como entradas como parte de una cadena de causa y efecto que forma un circuito o bucle. [1] Se puede decir entonces que el sistema se retroalimenta a sí mismo. La noción de causa y efecto debe manejarse con cuidado cuando se aplica a los sistemas de retroalimentación:

El razonamiento causal simple sobre un sistema de retroalimentación es difícil porque el primer sistema influye en el segundo y el segundo sistema influye en el primero, lo que lleva a un argumento circular. Esto dificulta el razonamiento basado en la causa y el efecto, y es necesario analizar el sistema en su conjunto.

-  Karl Johan Åström y Richard M. Murray, Sistemas de retroalimentación: una introducción para científicos e ingenieros [2]

Historia [ editar ]

Los mecanismos de autorregulación han existido desde la antigüedad, y la idea de la retroalimentación había comenzado a ingresar a la teoría económica en Gran Bretaña en el siglo XVIII, pero en ese momento no se reconocía como una abstracción universal y, por lo tanto, no tenía nombre. [3]

El primer dispositivo de retroalimentación artificial conocido fue una válvula de flotador , para mantener el agua a un nivel constante, inventada en 270 a. C. en Alejandría , Egipto . [4] Este dispositivo ilustró el principio de retroalimentación: un nivel de agua bajo abre la válvula, el agua ascendente luego proporciona retroalimentación al sistema, cerrando la válvula cuando se alcanza el nivel requerido. Esto luego vuelve a ocurrir de forma circular a medida que fluctúa el nivel del agua. [4]

Los gobernadores centrífugos se utilizaron para regular la distancia y la presión entre las muelas en los molinos de viento desde el siglo XVII. En 1788, James Watt diseñó su primer gobernador centrífugo siguiendo una sugerencia de su socio comercial Matthew Boulton , para su uso en las máquinas de vapor de su producción. Las primeras máquinas de vapor empleaban un movimiento puramente alternativo y se usaban para bombear agua, una aplicación que podía tolerar variaciones en la velocidad de trabajo, pero el uso de máquinas de vapor para otras aplicaciones requería un control más preciso de la velocidad.

En 1868 , James Clerk Maxwell escribió un famoso artículo, "Sobre los gobernadores", que es ampliamente considerado un clásico en la teoría del control de retroalimentación. [5] Este fue un documento histórico sobre la teoría del control y las matemáticas de la retroalimentación.

La frase verbal retroalimentar , en el sentido de volver a una posición anterior en un proceso mecánico, estaba en uso en los EE. UU. En la década de 1860, [6] [7] y en 1909, el premio Nobel Karl Ferdinand Braun usó el término " feed-back "como sustantivo para referirse al acoplamiento (no deseado) entre componentes de un circuito electrónico . [8]

A fines de 1912, los investigadores que usaban los primeros amplificadores electrónicos ( audiones ) habían descubierto que el acoplamiento deliberado de parte de la señal de salida al circuito de entrada aumentaría la amplificación (a través de la regeneración ), pero también haría que la audición aullara o cantara. [9] Esta acción de retroalimentación de la señal de salida a entrada dio lugar al uso del término "retroalimentación" como una palabra distinta en 1920. [9]

A lo largo de los años, ha habido algunas disputas sobre la mejor definición de retroalimentación. Según Ashby (1956), los matemáticos y teóricos interesados ​​en los principios de los mecanismos de retroalimentación prefieren la definición de "circularidad de acción", que mantiene la teoría simple y consistente. Para aquellos con objetivos más prácticos, la retroalimentación debe ser un efecto deliberado a través de una conexión más tangible.

[Los experimentadores prácticos] objetan la definición del matemático, señalando que esto los obligaría a decir que la retroalimentación estaba presente en el péndulo ordinario ... entre su posición y su momento, una "retroalimentación" que, desde el punto de vista práctico, es algo místico. A esto, el matemático responde que si la retroalimentación debe considerarse presente solo cuando hay un cable o nervio real para representarla, entonces la teoría se vuelve caótica y plagada de irrelevancias. [10] ( pág . 54 )

Centrándose en los usos en la teoría de la gestión, Ramaprasad (1983) define la retroalimentación generalmente como "... información sobre la brecha entre el nivel real y el nivel de referencia de un parámetro del sistema" que se utiliza para "alterar la brecha de alguna manera". Él enfatiza que la información en sí misma no es retroalimentación a menos que se traduzca en acción. [11]

Tipos [ editar ]

Comentarios positivos y negativos [ editar ]

Mantener un rendimiento del sistema deseado a pesar de las perturbaciones utilizando retroalimentación negativa para reducir el error del sistema
Un ejemplo de un ciclo de retroalimentación negativa con objetivos
Un ejemplo de circuito de retroalimentación positiva

Retroalimentación positiva: si la retroalimentación de la señal de salida está en fase con la señal de entrada, la retroalimentación se denomina retroalimentación positiva.

Retroalimentación negativa: si la retroalimentación de la señal es de polaridad opuesta o está desfasada 180 ° con respecto a la señal de entrada, la retroalimentación se denomina retroalimentación negativa.

Como ejemplo de retroalimentación negativa, el diagrama podría representar un sistema de control de crucero en un automóvil, por ejemplo, que coincide con una velocidad objetivo como el límite de velocidad. El sistema controlado es el automóvil; su entrada incluye el par combinado del motor y de la pendiente cambiante de la carretera (la perturbación). La velocidad (estado) del automóvil se mide con un velocímetro . La señal de error es la desviación de la velocidad medida por el velocímetro de la velocidad objetivo (punto de ajuste). Este error medido es interpretado por el controlador para ajustar el acelerador, ordenando el flujo de combustible al motor (el efector). El cambio resultante en el par motor, la retroalimentación, se combina con el par ejercido por la pendiente cambiante de la carretera para reducir el error en la velocidad, minimizando la perturbación de la carretera.

Los términos "positivo" y "negativo" se aplicaron por primera vez a la retroalimentación antes de la Segunda Guerra Mundial. La idea de la retroalimentación positiva ya estaba vigente en la década de 1920 con la introducción del circuito regenerativo . [12] Friis y Jensen (1924) describieron la regeneración en un conjunto de amplificadores electrónicos como un caso en el que la acción de "retroalimentación" es positiva en contraste con la acción de retroalimentación negativa, que solo mencionan de pasada. [13] El artículo clásico de 1934 de Harold Stephen Black detalla primero el uso de retroalimentación negativa en amplificadores electrónicos. Según Black:

La retroalimentación positiva aumenta la ganancia del amplificador, la retroalimentación negativa la reduce. [14]

Según Mindell (2002) la confusión en los términos surgió poco después de esto:

... Friis y Jensen habían hecho la misma distinción que utilizó Black entre "retroalimentación positiva" y "retroalimentación negativa", basándose no en el signo de la retroalimentación en sí, sino en su efecto sobre la ganancia del amplificador. Por el contrario, Nyquist y Bode, cuando se basaron en el trabajo de Black, se refirieron a la retroalimentación negativa como aquella con el signo invertido. Black tuvo problemas para convencer a otros de la utilidad de su invento, en parte porque existía confusión sobre cuestiones básicas de definición. [12] ( p121 )

Incluso antes de que se aplicaran los términos, James Clerk Maxwell había descrito varios tipos de "movimientos de componentes" asociados con los reguladores centrífugos utilizados en las máquinas de vapor, distinguiendo entre los que conducen a un aumento continuo de una perturbación o la amplitud de una oscilación, y aquellos que conducen a una disminución de los mismos. [15]

Terminología [ editar ]

Los términos retroalimentación positiva y negativa se definen de diferentes maneras dentro de diferentes disciplinas.

  1. la alteración de la brecha entre los valores de referencia y reales de un parámetro, en función de si la brecha se está ampliando (positiva) o disminuyendo (negativa). [11]
  2. la valencia de la acción o efecto que altera la brecha, en función de si tiene una connotación emocional feliz (positiva) o infeliz (negativa) para el receptor u observador. [dieciséis]

Las dos definiciones pueden causar confusión, como cuando se usa un incentivo (recompensa) para impulsar un desempeño deficiente (reducir una brecha). Refiriéndose a la definición 1, algunos autores utilizan términos alternativos, reemplazando positivo / negativo por autorreforzador / autocorrector , [17] reforzante / equilibrante , [18] potenciador de discrepancias / reducción de discrepancias [19] o regenerativo / degenerativo [20]. ] respectivamente. Y para la definición 2, algunos autores abogan por describir la acción o efecto como refuerzo o castigo positivo / negativo en lugar de retroalimentación. [11] [21]Sin embargo, incluso dentro de una sola disciplina, un ejemplo de retroalimentación puede llamarse positivo o negativo, dependiendo de cómo se midan o referencian los valores. [22]

Esta confusión puede surgir porque la retroalimentación se puede utilizar con fines informativos o motivacionales y, a menudo, tiene un componente tanto cualitativo como cuantitativo . Como lo expresaron Connellan y Zemke (1993):

La retroalimentación cuantitativa nos dice cuánto y cuántos. La retroalimentación cualitativa nos dice qué tan bueno, malo o indiferente. [23] ( p102 )

Limitaciones de los comentarios negativos y positivos [ editar ]

Si bien los sistemas simples a veces pueden describirse como uno u otro tipo, muchos sistemas con bucles de retroalimentación no se pueden designar tan fácilmente como simplemente positivos o negativos, y esto es especialmente cierto cuando hay múltiples bucles presentes.

Cuando solo hay dos partes unidas de modo que cada una afecte a la otra, las propiedades de la retroalimentación brindan información importante y útil sobre las propiedades del todo. Pero cuando las partes se elevan incluso a cuatro, si cada una afecta a las otras tres, entonces se pueden trazar veinte circuitos a través de ellas; y conocer las propiedades de los veinte circuitos no proporciona información completa sobre el sistema. [10] ( pág . 54 )

Otros tipos de comentarios [ editar ]

En general, los sistemas de retroalimentación pueden tener muchas señales retroalimentadas y el circuito de retroalimentación con frecuencia contiene mezclas de retroalimentación positiva y negativa donde la retroalimentación positiva y negativa puede dominar en diferentes frecuencias o diferentes puntos en el espacio de estados de un sistema.

El término retroalimentación bipolar se ha acuñado para referirse a sistemas biológicos donde los sistemas de retroalimentación positiva y negativa pueden interactuar, la salida de uno afecta la entrada de otro y viceversa. [24]

Algunos sistemas con retroalimentación pueden tener comportamientos muy complejos, como comportamientos caóticos en sistemas no lineales, mientras que otros tienen comportamientos mucho más predecibles, como los que se utilizan para hacer y diseñar sistemas digitales.

La retroalimentación se usa ampliamente en sistemas digitales. Por ejemplo, los contadores binarios y dispositivos similares emplean retroalimentación donde el estado actual y las entradas se utilizan para calcular un nuevo estado que luego se retroalimenta y se registra en el dispositivo para actualizarlo.

Aplicaciones [ editar ]

Matemáticas y sistemas dinámicos [ editar ]

La retroalimentación puede dar lugar a comportamientos increíblemente complejos. El conjunto de Mandelbrot (negro) dentro de un entorno de color continuo se traza realimentando repetidamente los valores a través de una ecuación simple y registrando los puntos en el plano imaginario que no divergen.

Mediante el uso de propiedades de retroalimentación, el comportamiento de un sistema se puede modificar para satisfacer las necesidades de una aplicación; los sistemas se pueden hacer estables, sensibles o mantenidos constantes. Se muestra que los sistemas dinámicos con retroalimentación experimentan una adaptación al borde del caos . [25]

Biología [ editar ]

En sistemas biológicos como organismos , ecosistemas o la biosfera , la mayoría de los parámetros deben mantenerse bajo control dentro de un rango estrecho alrededor de un cierto nivel óptimo bajo ciertas condiciones ambientales. La desviación del valor óptimo del parámetro controlado puede resultar de los cambios en los entornos internos y externos. Un cambio de algunas de las condiciones ambientales también puede requerir un cambio de ese rango para que el sistema funcione. El valor del parámetro a mantener se registra mediante un sistema de recepción y se transmite a un módulo de regulación a través de un canal de información. Un ejemplo de esto son las oscilaciones de la insulina .

Los sistemas biológicos contienen muchos tipos de circuitos reguladores, tanto positivos como negativos. Como en otros contextos, lo positivo y lo negativo no implican que la retroalimentación provoque efectos buenos o malos . Un circuito de retroalimentación negativa es aquel que tiende a ralentizar un proceso, mientras que el circuito de retroalimentación positiva tiende a acelerarlo. Las neuronas espejo son parte de un sistema de retroalimentación social, cuando una acción observada es "reflejada" por el cerebro, como una acción realizada por uno mismo.

La integridad normal del tejido se conserva mediante interacciones de retroalimentación entre diversos tipos de células mediadas por moléculas de adhesión y moléculas secretadas que actúan como mediadores; la falla de los mecanismos de retroalimentación clave en el cáncer altera la función de los tejidos. [26] En un tejido lesionado o infectado, los mediadores inflamatorios provocan respuestas de retroalimentación en las células, que alteran la expresión génica y cambian los grupos de moléculas expresadas y secretadas, incluidas moléculas que inducen a diversas células a cooperar y restaurar la estructura y función del tejido. Este tipo de retroalimentación es importante porque permite la coordinación de las respuestas inmunitarias y la recuperación de infecciones y lesiones. Durante el cáncer, los elementos clave de esta retroalimentación fallan. Esto altera la función y la inmunidad de los tejidos. [27] [28]

Los mecanismos de retroalimentación se aclararon por primera vez en las bacterias, donde un nutriente provoca cambios en algunas de sus funciones metabólicas. [29] La retroalimentación también es fundamental para el funcionamiento de los genes y las redes reguladoras de genes . Las proteínas represoras (ver represor Lac ) y activadoras se utilizan para crear operones genéticos , que fueron identificados por François Jacob y Jacques Monod en 1961 como circuitos de retroalimentación . [30]Estos bucles de retroalimentación pueden ser positivos (como en el caso del acoplamiento entre una molécula de azúcar y las proteínas que importan el azúcar a una célula bacteriana) o negativos (como suele ser el caso del consumo metabólico ).

A mayor escala, la retroalimentación puede tener un efecto estabilizador sobre las poblaciones animales incluso cuando se ve profundamente afectada por cambios externos, aunque los retrasos en la respuesta de retroalimentación pueden dar lugar a ciclos depredador-presa . [31]

En zimología , la retroalimentación sirve como regulación de la actividad de una enzima por su (s) producto (s) directo (s) o metabolito (s) corriente abajo en la vía metabólica (ver Regulación alostérica ).

El eje hipotalámico-pituitario-suprarrenal está controlado en gran medida por retroalimentación positiva y negativa, gran parte de la cual aún se desconoce.

En psicología , el cuerpo recibe un estímulo del entorno o internamente que provoca la liberación de hormonas . La liberación de hormonas puede hacer que se liberen más de esas hormonas, lo que provoca un ciclo de retroalimentación positiva. Este ciclo también se encuentra en ciertos comportamientos. Por ejemplo, los "bucles de vergüenza" ocurren en personas que se sonrojan fácilmente. Cuando se dan cuenta de que se sonrojan, se sienten aún más avergonzados, lo que los lleva a sonrojarse aún más, y así sucesivamente. [32]

Ciencia del clima [ editar ]

El sistema climático se caracteriza por fuertes ciclos de retroalimentación positiva y negativa entre procesos que afectan el estado de la atmósfera, el océano y la tierra. Un ejemplo simple es el circuito de retroalimentación positiva del albedo del hielo, mediante el cual la nieve derretida expone un suelo más oscuro (de albedo más bajo ), que a su vez absorbe el calor y hace que se derrita más nieve.

Teoría del control [ editar ]

La retroalimentación se usa ampliamente en la teoría de control, utilizando una variedad de métodos que incluyen el espacio de estado (controles) , la retroalimentación de estado completo , etc. En el contexto de la teoría del control, tradicionalmente se supone que "retroalimentación" especifica "retroalimentación negativa". [33]

El controlador de propósito general más común que utiliza un mecanismo de retroalimentación de bucle de control es un controlador proporcional-integral-derivativo (PID). Heurísticamente, los términos de un controlador PID se pueden interpretar como correspondientes al tiempo: el término proporcional depende del error presente , el término integral de la acumulación de errores pasados y el término derivado es una predicción del error futuro , basado en la tasa actual. de cambio. [34]

Educación [ editar ]

Para obtener comentarios en el contexto educativo, consulte comentarios correctivos .

Ingeniería mecánica [ editar ]

En la antigüedad, la válvula de flotador se usaba para regular el flujo de agua en los relojes de agua griegos y romanos ; válvulas de flotador similares se utilizan para regular el combustible en un carburador y también se utilizan para regular el nivel de agua del tanque en el inodoro .

El inventor holandés Cornelius Drebbel (1572-1633) construyó termostatos (c1620) para controlar la temperatura de las incubadoras de pollos y los hornos químicos. En 1745, el herrero Edmund Lee mejoró el molino de viento, quien agregó una cola de milano para mantener la cara del molino apuntando hacia el viento. En 1787, Tom Mead reguló la velocidad de rotación de un molino de viento mediante el uso de un péndulo centrífugo para ajustar la distancia entre la piedra base y la piedra corredera (es decir, para ajustar la carga).

El uso del gobernador centrífugo por James Watt en 1788 para regular la velocidad de su máquina de vapor fue uno de los factores que llevaron a la Revolución Industrial . Los motores de vapor también utilizan válvulas de flotador y válvulas de liberación de presión como dispositivos de regulación mecánica. James Clerk Maxwell realizó un análisis matemático del gobernador de Watt en 1868. [15]

El Great Eastern fue uno de los barcos de vapor más grandes de su tiempo y empleó un timón de vapor con mecanismo de retroalimentación diseñado en 1866 por John McFarlane Gray . Joseph Farcot acuñó la palabra servo en 1873 para describir los sistemas de dirección a vapor. Posteriormente se utilizaron servos hidráulicos para posicionar armas. Elmer Ambrose Sperry de Sperry Corporation diseñó el primer piloto automático en 1912. Nicolas Minorsky publicó un análisis teórico del gobierno automático de barcos en 1922 y describió el controlador PID . [35]

Los motores de combustión interna de finales del siglo XX empleaban mecanismos de retroalimentación mecánica como el avance del tiempo de vacío, pero la retroalimentación mecánica fue reemplazada por sistemas electrónicos de gestión del motor una vez que los microcontroladores pequeños, robustos y potentes de un solo chip se volvieron asequibles.

Ingeniería electrónica [ editar ]

La forma más simple de un amplificador de retroalimentación se puede representar mediante el diagrama de bloques ideal formado por elementos unilaterales . [36]

El uso de retroalimentación está muy extendido en el diseño de componentes electrónicos como amplificadores , osciladores y elementos de circuitos lógicos con estado , como flip-flops y contadores . Los sistemas de retroalimentación electrónica también se utilizan con mucha frecuencia para controlar procesos mecánicos, térmicos y otros procesos físicos.

Si la señal se invierte en su camino alrededor del bucle de control, se dice que el sistema tiene retroalimentación negativa ; [37] de lo contrario, se dice que la retroalimentación es positiva . La retroalimentación negativa a menudo se introduce deliberadamente para aumentar la estabilidad y precisión de un sistema al corregir o reducir la influencia de cambios no deseados. Este esquema puede fallar si la entrada cambia más rápido de lo que el sistema puede responder. Cuando esto sucede, el retraso en la llegada de la señal de corrección puede resultar en una corrección excesiva, lo que hace que la salida oscile o "cante". [38] Aunque a menudo es una consecuencia no deseada del comportamiento del sistema, este efecto se utiliza deliberadamente en osciladores electrónicos.

Harry Nyquist de Bell Labs derivó el criterio de estabilidad de Nyquist para determinar la estabilidad de los sistemas de retroalimentación. Un método más fácil, pero menos general, es utilizar los diagramas de Bode desarrollados por Hendrik Bode para determinar el margen de ganancia y el margen de fase . El diseño para garantizar la estabilidad a menudo implica una compensación de frecuencia para controlar la ubicación de los polos del amplificador.

Los bucles de retroalimentación electrónica se utilizan para controlar la salida de dispositivos electrónicos , como amplificadores . Se crea un bucle de retroalimentación cuando toda o una parte de la salida se retroalimenta a la entrada. Se dice que un dispositivo está funcionando en bucle abierto si no se emplea realimentación de salida y en bucle cerrado si se usa realimentación. [39]

Cuando dos o más amplificadores se acoplan de forma cruzada mediante retroalimentación positiva, se pueden crear comportamientos complejos. Estos multivibradores se utilizan ampliamente e incluyen:

  • circuitos asestables, que actúan como osciladores
  • Circuitos monoestables, que se pueden empujar a un estado y volverán al estado estable después de algún tiempo.
  • circuitos biestables, que tienen dos estados estables en los que el circuito se puede cambiar entre

Comentarios negativos [ editar ]

Una retroalimentación negativa ocurre cuando la señal de salida realimentada tiene una fase relativa de 180 ° con respecto a la señal de entrada (al revés). Esta situación a veces se denomina desfasada , pero ese término también se utiliza para indicar otras separaciones de fase, como en "90 ° fuera de fase". La retroalimentación negativa se puede utilizar para corregir errores de salida o para desensibilizar un sistema a fluctuaciones no deseadas. [40] En los amplificadores de retroalimentación, esta corrección es generalmente para la reducción de la distorsión de la forma de onda [ cita requerida ] o para establecer un nivel de ganancia específico . Una expresión general para la ganancia de un amplificador de retroalimentación negativa es el modelo de ganancia asintótica .

Comentarios positivos [ editar ]

La retroalimentación positiva ocurre cuando la señal de retroalimentación está en fase con la señal de entrada. Bajo ciertas condiciones de ganancia, la retroalimentación positiva refuerza la señal de entrada hasta el punto en que la salida del dispositivo oscila entre sus estados máximo y mínimo posibles. La retroalimentación positiva también puede introducir histéresis en un circuito. Esto puede hacer que el circuito ignore las señales pequeñas y responda solo a las grandes. A veces se utiliza para eliminar el ruido de una señal digital. En algunas circunstancias, la retroalimentación positiva puede hacer que un dispositivo se bloquee, es decir, que alcance una condición en la que la salida se bloquee en su estado máximo o mínimo. Este hecho es muy utilizado en electrónica digital para hacer circuitos biestables para el almacenamiento volátil de información.

Los chillidos fuertes que a veces se producen en los sistemas de audio , los sistemas de megafonía y la música rock se conocen como retroalimentación de audio . Si un micrófono está frente a un altavoz al que está conectado, el sonido que capta el micrófono sale del altavoz, el micrófono lo capta y se vuelve a amplificar. Si la ganancia del bucle es suficiente, es posible que se produzcan aullidos o chillidos a la máxima potencia del amplificador.

Oscilador [ editar ]

Un popular oscilador de relajación de amplificador operacional .

Un oscilador electrónico es un circuito electrónico que produce una señal electrónica oscilante periódica , a menudo una onda sinusoidal o una onda cuadrada . [41] [42] Los osciladores convierten la corriente continua (CC) de una fuente de alimentación a una señal de corriente alterna . Se utilizan ampliamente en muchos dispositivos electrónicos. Ejemplos comunes de señales generadas por osciladores incluyen señales transmitidas por transmisores de radio y televisión , señales de reloj que regulan computadoras y relojes de cuarzo , y los sonidos producidos por buscapersonas electrónicos y videojuegos.. [41]

Los osciladores a menudo se caracterizan por la frecuencia de su señal de salida:

  • Un oscilador de baja frecuencia (LFO) es un oscilador electrónico que genera una frecuencia por debajo de ≈20 Hz. Este término se usa típicamente en el campo de los sintetizadores de audio , para distinguirlo de un oscilador de frecuencia de audio.
  • Un oscilador de audio produce frecuencias en el rango de audio , alrededor de 16 Hz a 20 kHz. [42]
  • Un oscilador de RF produce señales en la frecuencia de radio rango (RF) de aproximadamente 100 kHz a 100 GHz. [42]

Los osciladores diseñados para producir una salida de CA de alta potencia a partir de una fuente de CC generalmente se denominan inversores .

Hay dos tipos principales de oscilador electrónico: el oscilador lineal o armónico y el oscilador no lineal o de relajación . [42] [43]

Cierres y chanclas [ editar ]

Un contador de anillo de 4 bits con chanclas tipo D

Un pestillo o un flip-flop es un circuito que tiene dos estados estables y se puede usar para almacenar información de estado. Por lo general, se construyen utilizando retroalimentación que cruza entre dos brazos del circuito, para proporcionar un estado al circuito. Se puede hacer que el circuito cambie de estado mediante señales aplicadas a una o más entradas de control y tendrá una o dos salidas. Es el elemento de almacenamiento básico en lógica secuencial . Los pestillos y flip-flops son bloques de construcción fundamentales de los sistemas electrónicos digitales utilizados en computadoras, comunicaciones y muchos otros tipos de sistemas.

Los pestillos y chanclas se utilizan como elementos de almacenamiento de datos. Dicho almacenamiento de datos se puede utilizar para el almacenamiento de estado , y dicho circuito se describe como lógica secuencial . Cuando se usa en una máquina de estados finitos , la salida y el siguiente estado dependen no solo de su entrada actual, sino también de su estado actual (y, por lo tanto, de las entradas anteriores). También se puede utilizar para contar pulsos y para sincronizar señales de entrada con temporización variable con alguna señal de temporización de referencia.

Los flip-flops pueden ser simples (transparentes u opacos) o sincronizados (sincronizados o activados por borde). Aunque el término flip-flop se ha referido históricamente de manera genérica tanto a circuitos simples como a circuitos sincronizados, en el uso moderno es común reservar el término flip-flop exclusivamente para hablar de circuitos sincronizados; los simples se denominan comúnmente pestillos . [44] [45]

Usando esta terminología, un pestillo es sensible al nivel, mientras que un flip-flop es sensible al borde. Es decir, cuando se habilita un pestillo, se vuelve transparente, mientras que la salida de un flip flop solo cambia en un solo tipo (positivo o negativo) de borde de reloj.

Software [ editar ]

Los circuitos de retroalimentación proporcionan mecanismos genéricos para controlar el funcionamiento, el mantenimiento y la evolución del software y los sistemas informáticos. [46] Los bucles de retroalimentación son modelos importantes en la ingeniería de software adaptativo, ya que definen el comportamiento de las interacciones entre los elementos de control sobre el proceso de adaptación, para garantizar las propiedades del sistema en tiempo de ejecución. Los circuitos de retroalimentación y los fundamentos de la teoría de control se han aplicado con éxito a los sistemas informáticos. [47] En particular, se han aplicado al desarrollo de productos como el servidor de base de datos universal de IBM e IBM Tivoli . Desde la perspectiva del software, el autonómicoEl bucle (MAPE, monitor analizar plan ejecutar) propuesto por investigadores de IBM es otra valiosa contribución a la aplicación de bucles de retroalimentación para el control de propiedades dinámicas y el diseño y evolución de sistemas de software autónomos. [48] [49]

Desarrollo de software [ editar ]

Diseño de interfaz de usuario [ editar ]

La retroalimentación también es un principio de diseño útil para diseñar interfaces de usuario .

Comentarios en video [ editar ]

La retroalimentación de video es el equivalente en video de la retroalimentación acústica . Implica un bucle entre una entrada de cámara de video y una salida de video, por ejemplo, una pantalla de televisión o monitor . Apuntar la cámara a la pantalla produce una imagen de video compleja basada en la retroalimentación. [50]

Gestión de recursos humanos [ editar ]

Economía y finanzas [ editar ]

El mercado de valores es un ejemplo de un sistema propenso a la "caza" oscilatoria, gobernado por la retroalimentación positiva y negativa resultante de factores cognitivos y emocionales entre los participantes del mercado. Por ejemplo:

  • Cuando las acciones están subiendo (un mercado alcista ), la creencia de que es probable que suban más da a los inversores un incentivo para comprar (retroalimentación positiva: refuerza el alza, véase también la burbuja del mercado de valores y la inversión dinámica ); pero el aumento del precio de las acciones y el conocimiento de que debe haber un pico después del cual el mercado cae, termina por disuadir a los compradores (retroalimentación negativa, estabilizando el alza).
  • Una vez que el mercado comienza a caer con regularidad (un mercado bajista ), algunos inversores pueden esperar más días perdidos y abstenerse de comprar (retroalimentación positiva, lo que refuerza la caída), pero otros pueden comprar porque las acciones se vuelven cada vez más una ganga (retroalimentación negativa: estabilizar la caída, ver también inversión contraria ).

George Soros utiliza la palabra reflexividad , para describir la retroalimentación en los mercados financieros y desarrolló una inversión teoría basada en este principio.

El modelo de equilibrio económico convencional de la oferta y la demanda solo admite la retroalimentación negativa lineal ideal y fue muy criticado por Paul Ormerod en su libro La muerte de la economía , que, a su vez, fue criticado por los economistas tradicionales. Este libro fue parte de un cambio de perspectiva cuando los economistas comenzaron a reconocer que la teoría del caos se aplicaba a los sistemas de retroalimentación no lineal, incluidos los mercados financieros.

Ver también [ editar ]

  • Retroalimentación correctiva
  • Comentarios de audio
  • Caja negra  : sistema en el que solo se pueden ver las entradas y salidas, y no su implementación (ver "modelo de experimento")
  • Cibernética  - Estudio de la informática de cómo se rigen los procesos automáticos y las comunicaciones.
  • Adelante
  • Interacción  : tipo de apretón de manos o comunicación que se produce cuando dos o más objetos se afectan entre sí.
  • Retroalimentación discreta
  • Retroalimentación óptica
  • Incentivo perverso
  • Recursión  : proceso de repetición de elementos de una manera auto-similar
  • Resonancia  : tendencia a oscilar a ciertas frecuencias.
  • Criterio de estabilidad
  • Bucle extraño  : estructura cíclica que atraviesa varios niveles en un sistema jerárquico.
  • Consecuencias no deseadas  : resultados de una acción intencionada que no están previstos ni previstos

Referencias [ editar ]

  1. ^ Andrew Ford (2010). "Capítulo 9: retroalimentación de información y diagramas de bucle causal" . Modelado del medio ambiente . Island Press. págs. 99 y sigs . ISBN 9781610914253. Este capítulo describe diagramas de bucle causal para representar la retroalimentación de la información en funcionamiento en un sistema. La palabra causal se refiere a las relaciones de causa y efecto. La palabra bucle se refiere a una cadena cerrada de causa y efecto que crea la retroalimentación.
  2. ^ Karl Johan Åström; Richard M. Murray (2008). "§1.1: ¿Qué es la retroalimentación?" . Sistemas de retroalimentación: una introducción para científicos e ingenieros . Prensa de la Universidad de Princeton. pag. 1. ISBN 9781400828739.La versión en línea se encuentra aquí .
  3. ^ Otto Mayr (1989). Autoridad, libertad y maquinaria automática en la Europa moderna temprana . Prensa de la Universidad Johns Hopkins. ISBN 978-0-8018-3939-9.
  4. ↑ a b Moloney, Jules (2011). Diseño de cinética para fachadas arquitectónicas . Routledge. ISBN 978-0415610346.
  5. Maxwell, James Clerk (1868). "Sobre los gobernadores" . Actas de la Royal Society de Londres . 16 : 270-283. doi : 10.1098 / rspl.1867.0055 . JSTOR 112510 . 
  6. ^ "Hasta ahora ... ha sido necesario invertir el movimiento de los rodillos, lo que provoca que el material se desplace o retroceda, ..." HH Cole, "Mejora en las máquinas estriadoras ", patente estadounidense 55.469 (1866) consultada 23 de marzo de 2012.
  7. ^ "Cuando se corta la revista o el husillo ... y el carro está a punto de retroalimentar mediante un cambio de la tuerca seccional o rebaba en los ejes de los tornillos, el operador agarra el mango ..." JM Jay, "Mejora en Machines for Making the Spindles of Wagon-Axles ", patente de EE.UU. 47.769 (1865), consultada el 23 de marzo de 2012.
  8. ^ "... en la medida de lo posible, el circuito no tiene retroalimentación en el sistema que se está investigando". [1] Karl Ferdinand Braun, "Electrical oscilations and wireless telegraphy" , Conferencia Nobel, 11 de diciembre de 1909. Consultado el 19 de marzo de 2012.
  9. ↑ a b Stuart Bennett (1979). Una historia de la ingeniería de control, 1800-1930 . Stevenage; Nueva York: Peregrinus para la Institución de Ingenieros Eléctricos. ISBN 978-0-906048-07-8. [2]
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Lectura adicional [ editar ]

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  • Korotayev A. , Malkov A., Khaltourina D. Introducción a la macrodinámica social: ciclos seculares y tendencias milenarias. Moscú: URSS, 2006. ISBN 5-484-00559-0 
  • Dijk, E., Cremer, DD, Mulder, LB y Stouten, J. "¿Cómo reaccionamos a la retroalimentación en los dilemas sociales?" En Biel, Eek, Garling & Gustafsson, (eds.), New Issues and Paradigms in Research on Social Dilemmas , Nueva York: Springer, 2008.

Enlaces externos [ editar ]

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