Chapitre 1 : Rétroaction
Un exemple de rétroaction est lorsque les sorties d'un système sont utilisées comme entrées pour le même système, créant ainsi un circuit ou une boucle dans le cadre d'une chaîne de relations de cause à effet. Lorsque cela se produit, nous pourrions dire que le système se nourrit de lui-même. Lorsque l'on envisage des systèmes de rétroaction, il est important de faire preuve de prudence lorsqu'on traite du concept de cause à effet :
Il est difficile de raisonner sur des relations causales simples dans un système de rétroaction, car le premier système a un impact sur le deuxième système, et le second système affecte le premier système, ce qui aboutit à un argument circulaire. Pour cette raison, il peut être difficile d'utiliser un raisonnement basé sur la cause et l'effet, et il est essentiel d'étudier le système dans son ensemble.
- Karl Johan Åström et Richard M.Murray, Les systèmes de rétroaction : une introduction pour les scientifiques et les ingénieurs
Le concept de rétroaction avait commencé à entrer dans la théorie économique en Grande-Bretagne au XVIIIe siècle, mais à cette époque, il n'était pas reconnu comme une abstraction universelle et, par conséquent, il n'avait pas de nom. Les mécanismes d'autorégulation existent depuis l'Antiquité et ont commencé à entrer dans la théorie économique en Grande-Bretagne.
Depuis le 17ème siècle, des régulateurs centrifuges sont utilisés dans les moulins à vent afin de gérer la distance et la pression entre les meules. Sur la recommandation de son collègue Matthew Boulton, James Watt créa son premier gouverneur centrifuge en 1788. Ce régulateur particulier était destiné à être utilisé dans les machines à vapeur qu'ils produisaient. Les premières machines à vapeur utilisaient un mouvement uniquement alternatif, et elles étaient utilisées pour pomper l'eau. Il s'agissait d'une application capable de tolérer les variations de la vitesse de travail ; Cependant, l'utilisation de machines à vapeur pour d'autres applications nécessitait un contrôle plus précis de la vitesse.
James Clerk Maxwell publia l'ouvrage influent « On governors » en 1868. Cette étude est maintenant généralement considérée comme un classique dans le domaine de la théorie du contrôle par rétroaction. Cette étude a apporté une contribution fondamentale aux domaines de la théorie du contrôle et des mathématiques de la rétroaction.
Dès les années 1860, les Américains utilisaient déjà le verbe « to feed back », ce qui signifie « revenir à un point antérieur dans un processus mécanique ». L'étude des systèmes de rétroaction causale circulaire était au cour de la progression de la cybernétique à partir des années 1940.
Il y a eu un débat substantiel au fil du temps sur la définition la plus précise du retour d'information. Selon le cybernéticien Ashby (1956), les mathématiciens et les théoriciens qui s'intéressent aux principes des systèmes de rétroaction privilégient la notion de « circularité de l'action », car elle maintient la simplicité et la cohérence de la théorie. [Citation nécessaire] Le retour d'information devrait avoir un impact significatif pour les personnes qui ont des objectifs plus pratiques, et il devrait provenir d'un lien plus palpable.
[Ceux qui s'engagent dans l'expérimentation pratique] Contestez la définition des mathématiciens, souligner qu'il faudrait qu'ils admettent que la rétroaction était là dans le pendule conventionnel serait une façon de le faire.
entre son emplacement et son élan - une « rétroaction » qui se crée entre les deux, du point de vue de l'application réelle, est un peu mystérieuse.
En réponse à cela, le mathématicien rétorque que si la rétroaction n'est considérée comme là que lorsqu'il y a un fil physique ou un nerf pour la représenter, alors cet argument est invalide, alors la théorie devient chaotique et criblée d'incohérences.Tél. : 54
Ramaprasad (1983), qui se concentre sur les applications de la rétroaction dans la théorie de la gestion, la définit dans un sens générique comme « ... connaissance de l'écart entre le niveau réel et le niveau de référence d'un paramètre du système » qui est utilisée pour « modifier l'écart d'une manière ou d'une autre ». Il insiste sur le fait que l'information en elle-même ne constitue pas une rétroaction tant qu'elle n'a pas été prise en compte.
La rétroaction positive est le terme utilisé pour décrire la situation dans laquelle le signal renvoyé par la sortie est en phase avec le signal qui est introduit.
Rétroaction négative : Si la rétroaction du signal est de polarité opposée ou déphasée de 180° par rapport au signal d'entrée, le terme pour ce type d'entrée est « rétroaction négative ».
Le graphique peut illustrer un système de régulateur de vitesse dans un véhicule, par exemple, qui correspond à une vitesse cible telle que la limite de vitesse. Ce serait une illustration d'un retour négatif. L'automobile elle-même sert de système contrôlé, et ses entrées comprennent non seulement le couple produit par le moteur, mais aussi la pente de la route lorsqu'elle change (la perturbation). Un compteur de vitesse est utilisé pour déterminer la vitesse actuelle du véhicule. L'écart de la vitesse réelle par rapport à la vitesse souhaitée, tel que déterminé par le compteur de vitesse, est la source du signal d'erreur (point de consigne). Cette erreur mesurée est évaluée par le contrôleur, qui ordonne ensuite l'ajustement de l'accélérateur, qui à son tour ordonne au moteur de recevoir plus d'essence (l'effecteur). La rétroaction, qui est le changement de couple moteur qui s'ensuit, interagit avec le couple exercé par la pente changeante de la route pour réduire l'erreur de vitesse, réduisant ainsi les perturbations sur la route.
Avant la Seconde Guerre mondiale, les concepts de rétroaction « positive » et « négative » ont d'abord été utilisés pour le phénomène. Dans les années 1920, lorsque le circuit régénératif a été développé, le concept de rétroaction positive était déjà bien établi dans la communauté scientifique. Le travail révolutionnaire qui a d'abord détaillé l'utilisation de la rétroaction négative dans les amplificateurs électroniques a été achevé en 1934 par Harold Stephen Black. Selon les affirmations de Black :
Le gain de l'amplificateur est augmenté par un retour positif, tandis que le gain est diminué par un retour négatif.
Selon Mindell (2002), il y a eu une augmentation de l'ambiguïté sur la terminologie peu de temps après cela :
... Friis et Jensen avaient fait la même différence entre le « feed-back positif » et le « feed-back négatif » que Black, en fonction non pas du signe du retour en lui-même, mais plutôt de l'influence qu'il a sur le gain de l'amplificateur.
En revanche, Nyquist et Bode, lorsqu'ils ont développé leurs idées basées sur le travail de Black, ont fait référence au phénomène comme « quelque chose avec le signe inversé » lorsqu'ils ont discuté de la rétroaction négative.
Black a eu du mal à convaincre les autres de l'utilité de son invention, en partie à cause de la confusion qui existait sur des questions fondamentales de définition.Réf. : 121
Même avant que les termes ne soient appliqués, James Clerk Maxwell a décrit plusieurs types différents de « mouvements de composants » associés aux régulateurs centrifuges utilisés dans les machines à vapeur. Il a différencié ceux qui conduisent à une augmentation continue d'une perturbation ou de l'amplitude d'une oscillation, et ceux qui conduisent à une diminution de la même. Cela a été fait avant même que les conditions ne soient appliquées.
Les expressions « rétroaction positive » et « rétroaction négative » sont définies différemment selon le domaine d'étude que l'on examine.
la modification de la différence entre la valeur de référence et la valeur réelle d'un paramètre, selon que la différence est croissante (positive) ou décroissante (négative) (négative).
La connotation émotionnelle que l'action ou le résultat qui réduit l'écart a sur le récepteur ou l'observateur, soit en termes de satisfaction (avec une connotation positive) ou d'insatisfaction (avec une connotation négative). Cependant, même au sein d'un seul champ, un exemple de retour d'information peut être étiqueté positif ou négatif, selon la façon dont les valeurs sont évaluées ou référencées. [Exemple concret :].
Ce malentendu peut être dû au fait que le feedback peut remplir une fonction informative ou motivante, et qu'il se compose souvent d'une composante à la fois qualitative et quantitative. Selon la définition de Connellan et Zemke (1993) :
L'apport quantitatif que nous obtenons nous informe sur le nombre et la quantité de tout ce qu'il y a.
Les commentaires qualitatifs nous permettent de savoir si nous nous en sortons bien, si nous sommes mauvais ou si nous sommes indifférents.Tél. : 102
De nombreux systèmes à rétroaction ne peuvent pas être simplement étiquetés comme positifs ou négatifs. C'est particulièrement le cas lorsqu'il y a de nombreuses boucles de rétroaction présentes dans le système. Si les systèmes de base peuvent parfois être définis comme étant de l'un ou l'autre type, ce n'est pas toujours le cas.
Lorsqu'il n'y a que deux composants couplés de telle manière qu'ils s'influencent mutuellement, des informations importantes et pertinentes sur les qualités de l'ensemble peuvent être glanées à partir des...
