되먹임제어

피드백에 의해 제어량 값을 목표값과 비교하여 일치하도록 정정동작을 하는 제어. 원래는 공학용어였으나 생물시스템 조절기작에도 대응하며, 생화학반응 · 생리기능 · 생태계의 질서 등 넓은 분야에서 항상성(homeostasis) 실현에 관여한다. 되먹임제어계는 공학적으로 제어대상으로부터의 되먹임루프에 적당한 제어장치(검출부 · 조절부 · 조작부로 구성)를 삽입함으로써 구성된다. 검출부는 제어대상으로부터 제어량을 검출하여 조절부에 필요한 되먹임신호로 변환하는 부분이다.

동물체에서는 기관 수준에서 보면 감각이나 체액조성에 관한 수용기가 검출부에 해당한다. 조절부는 목표값과 되먹임신호를 비교하여 제어동작신호(제어편차라고도 함)를 만들고 제어에 필요한 연산을 하여 조작부로 신호를 보내는 부분이다. 이 연산동작을 제어동작이라고 한다. 고등동물의 뇌는 종합적인 조절부이다. 조작부는 조절부로부터의 신호를 조작량으로 변환하여 제어대상에 작동시키는 부분이다.

고등동물의 골격근, 갑상샘 · 생식샘 같은 내분비샘을 제어대상이라고 볼 때, 각각의 운동신경계 및 뇌하수체가 조작부에 해당한다. 제어동작에는 비례동작(조작량이 편차의 실제값에 비례), 적분동작(조작량이 편차의 시간 적분에 비례), 미분동작(조작량이 편차의 시간미분에 비례) 등이 있으며, 일반적으로는 이들을 조합하여 사용한다. 이상은 조작량이 시간적으로 연속적인 경우이지만, 제어조작을 개(開) 또는 폐(閉)의 2가지로 제한하는 불연속제어도 있으며 이를 온-오프제어라고 한다. 또한 제어편차를 일정 시간마다 산출하는 샘플값 제어도 있다.

되먹임제어(되먹임억제의 예)