Rückkopplung

Rückkopplung ist ein Prozess, bei dem ein Teil der Ausgabe eines Systems wieder in den Eingang zurückgeführt wird, um das weitere Verhalten des Systems zu beeinflussen. Sie ist ein zentrales Konzept in der Regelungs- und Systemtheorie und tritt in technischen, biologischen und sozialen Systemen auf.

Unterscheidung: Negative Rückkopplung verringert Abweichungen vom Zielwert und trägt so zur Stabilität bei; positive Rückkopplung verstärkt Abweichungen und kann zu zunehmender Abweichung, Oszillation oder Chaos führen.

Typische Strukturen: Sensor erfasst Ausgang, Regler vergleicht mit Referenzwert, Aktor setzt Korrektur um. Das Rückkopplungssignal fließt vom Ausgang über den Sensor zurück zum Regler. In geschlossenen Regelkreisen wird das Verhalten durch die Rückführung beeinflusst.

Anwendungsbeispiele: In der Technik kommen Regelkreise, Audioverstärkung, Elektronik und Mechatronik zum Einsatz; in der Biologie steuert Rückkopplung die Homöostase, hormonelle Regulation und neuronale Netzwerke; in der Ökonomie spielen Rückkopplungsprozesse eine Rolle in Märkten und politischen Systemen.

Konzepte: Stabilität, Verstärkung, Phasenverschiebung, Verzögerung. Zur Beurteilung werden Werkzeuge wie Nyquist- oder Bode-Diagramme verwendet; die Grenzwerte des Regel- oder Rückkopplungsgrades bestimmen die Stabilität.

Risiken und Gestaltung: Verzögerungen, Rauschen oder Nichtlinearitäten können zu Überschwingen oder Instabilität führen. Eine sorgfältige Auslegung zielt auf ausreichende Verstärkung bei ausreichender Phasenmarge.