palautesilmukka

Palautesilmukka (feedback loop) on järjestelmän tulosten palauttaminen takaisin sen syötteisiin, muodostaen kiertävän yhteyden. Silmukka vaikuttaa järjestelmän tulevaan käyttäytymiseen, ja sen vaikutus voi olla vakauttava tai voimistava riippuen sen rakenteesta, vahvuudesta ja viiveestä. Käsite esiintyy laajasti sekä teknisissä että ei-teknisissä yhteyksissä, kuten säätöteoriassa, biologiassa, taloudessa ja organisaatioiden toiminnassa.

Tyypit ja vaikutus. Negatiivinen palautesilmukka pyrkii poistamaan poikkeaman tavoitetilasta ja tuottaa vakauden, kun taas positiivinen palautesilmukka voimistaa poikkeamaa ja voi johtaa nopeutettuun muutokseen tai epävakauteen. Silmukkaa voidaan analysoida sen vahvuuden (gain), vasteajan viiveen sekä epävarmuuksien kautta, jotka vaikuttavat järjestelmän stabiilisuuteen.

Komponentit ja toiminta. Yleistetysti palautesilmukka koostuu mittaus- tai sensoriyksiköstä, vertailusta tai säädöstä, sekä toimilaitteesta, joka vaikuttaa järjestelmän tilaan. Prosessi tapahtuu siten, että mitataan tila, verrataan sitä asetettuun arvoon, tehdään päätös ja ohjataan toimintaa; tulos palautuu uudelleen mittaukseen.

Sovellukset. Palautesilmukoita käytetään muun muassa lämpötilan tai paineen säätöjärjestelmissä (esim. termostaatit ja ilmanvaihto), automaallisessa ajoneuvon hallinnassa, teollisuusprosesseissa sekä biologisessa homeostaasissa ja hormonaalisessa säätelyssä. Niitä voidaan tarkastella myös taloudellisina ja organisatorisina palautemekanismeina, joissa palaute muokkaa päätöksentekoa ja toimia.

Esimerkkejä. Termostaatti pitää huoneen lämpötilan asetetulla tasolla mittaamalla tilan, vertaamalla siihen tavoitetta ja säätämällä lämmitystä tai jäähdytystä; prosessi toistuu jatkuvasti.

Lopuksi. Palautesilmukoiden suunnittelu ja analyysi keskittyy vakauden varmistamiseen sekä tarpeen mukaan järjestelmän nopean ja halutun vasteen saavuttamiseen. Lisätietoja: säätöteoria, negatiivinen palautesilmukka, positiivinen palautesilmukka.