不稳定和周期性振荡

  金观涛华国凡著，《控制论和科学方法论》读书笔记10

第三章 系统及其演化

3.6 不稳定和周期性振荡

1. 不稳定状态分类

  系统由于其子系统互相作用处于不稳定状态，也是常见的。这种不稳定状态可以分为两种基本情况，一种是慢慢趋向稳定结构，另一种是处于周期性的振荡之中。

2. 振荡

  系统出现不稳和周期性振荡状态是作为系统处于稳定结构的一种补充而存在的。几乎所有的稳定系统，在一定条件下都可以转化为不稳和振荡。果树有大小年，气候会出现周期性冰河，这些都和系统的振荡有关。

3. 振荡的周期性

  当振荡频率一定时，可以用这种振荡来构成计时系统，实际上，生物钟就是靠生命系统中这些周期性振荡来实现的。

4. 出现不稳和振荡的条件

  什么条件下，系统处于稳定状态，什么时候出现不稳和振荡，这在系统研究中十分重要。
  系统在结构基本不变的条件下，系统的初始状态往往有很大作用。进入不稳有左右两个临界值。
  主要决定系统振荡的还是系统内各子系统的互相作用方式。正反馈耦合会使系统偏离平衡，子系统以正反馈这种方式互相作用，就会使系统不稳定。而负反馈则是使系统趋向稳定的作用方式。

5. 如何控制系统的稳定性

  一般说来，那些互相作用过分强烈的子系统往往会发生振荡。根据这个道理，人们可以通过改变系统结构的办法来控制系统的稳定性。
  通常，在一个反馈回路中加一个放大器，在一定条件下可以将原来趋向稳定的互相作用变成不稳定的，而在反馈回路中加一个滤波器，则可以使原来不稳定的互相作用变成稳定（如图）。所谓放大器就是增大A对B的作用。

改变系统的状态

  有时干脆把某一影响完全切断（如果可能的话），也可使一系统由不稳定变为稳定。很多时候，改变结构和改变初始条件的方法可同时运用。