10.02.2017

Ланцюги Зворотного Зв’язку

Original: http://serc.carleton.edu/introgeo/models/loops.html

Starting Point Logo

Ланцюги зворотного зв’язку можуть пришвидшити або сповільнити зміни, які відбуваються в системі.

Позитивні ланцюги зворотного зв’язку пришвидшують або посилюють зміни; це, як правило, щоб перемістити систему від свого рівноважного стану і зробити його більш нестійким.
Негативні ланцюги зворотного зв’язку, як правило, змочити або буфер змін; це, як правило тримати систему до деякого рівноважного стану, що робить його більш стабільним.

Кілька прикладів наведені тут, щоб допомогти прояснити ланцюги зворотного зв’язку і ввести петльових діаграм.
Розуміння негативних і позитивних сполук корисно для структури ланцюга розуміння.

Hot coffee means large cooling rateПозитивне з’єднання, в якому зміна (збільшення або зменшення) в деяких змінних призводить до того ж типу зміни (збільшення або зменшення) у другій змінної. Позитивна зв’язок на малюнку нижче, на чашку кави охолодження слід, що чим гаряче кави, тим швидше він охолоджується. Змінні Тс і Tr, кава і при кімнатній температурі відповідно.

Large cooling rate means drop in coffee tempНегативне з’єднання, в якому зміна (збільшення або зменшення) в деяких змінних призводить до протилежних зміною (збільшення/зменшення) в другій змінної. Негативна зв’язок на малюнку нижче для чашки кави охолодження має на увазі позитивний швидкість охолодження робить падіння температури кави.

Negative feedback example using a coffee cupКоли ці дві сполуки комбінуються ми отримуємо негативну петлю зворотного зв’язку, як показано на малюнку зліва, в якому температура кави наближається стійкість рівноваги кімнатної температури. Рух навколо петлі позитивне з’єднання раз негативного зв’язку дає негативний ефект зворотного петлі. Цей же трюк множення знаки з’єднань навколо петлі разом, щоб з’ясувати, чи є воно позитивним чи негативним петля зворотного зв’язку працює для більш складних структур петель з великою кількістю більш з’єднань.

Прикладом позитивного зворотного зв’язку є світове населення з рівнем народжуваності фіксований відсоток. Позитивні зворотні зв’язки призведе до необмеженого росту (до тих пір, поки перевіряється) і іноді називають порочне коло. На малюнку нижче підключення населення до народжуваності, великі групи населення викликають велике число пологів і великого числа пологів призводять до більшої частини населення. Ця ідея може бути змодельована красиво з диференціальним рівнянням dP/dt=+rP, де Р населення, а r коефіцієнт народжуваності відсотка. Вирішення цієї проблеми є P(t)=Po(exp[rt]) або експоненціальне зростання. Не всі позитивні зворотні зв’язки дають експоненціальне зростання, але все, не зупинити, призведе до необмеженого (або нестійкого) зростання. На графіку нижче ми покажемо, світове населення передбачені на фіксований темп зростання 2% в порівнянні з 1950 р. до 2050 р. Також показана оцінка майбутнього світового населення, яка знаходиться близько до середини діапазону Екологічна Програма Організації Об’єднаних Націй (ЕПООН) краще припущення для майбутнього населення, щоб підкреслити, що експоненціальне зростання не є реалістичним для населення світу, хоча він працює досить добре протягом часу між 1950 і 1990 роками логістична (S-подібний) зростання було б кращим вибором для моделювання світового населення цього 100 років проміжок часу, показаного. Населення ЕПООН

1950to2050WorldPopwithfixed2 growth and with more realistic UNEP projections for positive feedback discussionPositive feedback example using world population

MacKay, R (2003) Teaching with Models, Starting Point.

About The Author

admin

Comments are closed.