负反馈（negativefeedback）

目录

什么是负反馈

负反馈又称负回授，是反馈的一种。是指系统的输出会影响系统的输入，在输出变动时，所造成的影响恰和原来变动的趋势相反；反之，就称为正反馈。另一种说法是系统在一个条件变化时，系统会作出抵抗该变化的行为。例如人的体温上升时会流汗，流汗会散热使体温下降，就是负反馈的一个例子，在自然界有许多系统有负反馈的特性。

在特定的条件下，负反馈会使系统趋于稳定，负反馈的研究是控制理论的核心问题。

负反馈的例子

机械工程

在1788年，瓦特为了控制蒸汽机速度所设计的离心式调速器就是利用负反馈的原理。这也是第一个自动控制系统。

在离心式调速器中有二颗重球，其旋转速度和蒸汽机相同，当蒸汽机的速度提高时，重球因离心力移到调速器的外侧，因此会带动机构，关闭蒸汽机进气阀门，降低蒸汽机速度，当蒸汽机速度过低时，重球会移到调速器的内侧，会再开启蒸汽机进气阀门，增加蒸汽机速度。依此原理即可将蒸汽机的速度控制在一定范围内。

控制

控制系统中常使用负反馈系统，例如自动调温器、锁相环、荷尔蒙的调节（如上方的图示）及动物体内的温度调节。此时要控制的量视为系统的输出。

以自动调温器在暖气系统的应用为例，当房间内的温度低于设定的下限温度时，自动调温器会打开暖气系统，而当温度高于上限温度时，自动调温器会关闭暖气系统，若下限温度和上限温度很接近时，就可以使室温控制在一个稳定的范围。类似的原理也用在冷却系统中，如冷气及冰箱。

控制系统中使用负反馈不表示系统一定稳定。BIBO稳定性及李雅普诺夫稳定性可用来定义系统的稳定性，奈奎斯特稳定判据可以判别线性非时变系统是否稳定。

生物

生物体内有许多的负反馈系统，如维持血压稳定的感压反射（baroreflex）、体温及血糖的恒定等。若反馈系统失灵，可能会出现一些不良的影响。以血糖恒定的反馈系统出现问题，血液中的血糖浓度会剧烈的昇高，因而造成糖尿病。

荷尔蒙的分泌也受到负反馈系统的控制：当腺体X分泌荷尔蒙X，目的器官收到后会分泌荷尔蒙Y，当荷尔蒙Y已到达一定量时，腺体X?会停止荷尔蒙X的分泌。

经济

在经济领域中，政府的自动财政政策（automaticstabiliser）也是一种负反馈，利用固定的税率及政府开支来缓和GDP的变化。根据边际效益递减效应，在消费量增加后，单位消费量的效益（即边际效益）会减少，也可以视为是一种负反馈。

相关条目