В основе управления лежит регулирование, т. е. обеспечение некоторого желаемого
положения системы путем непрерывного контролирования фактического ее состояния и
воздействия на него, как только оно отклонится от заданного.
Кибернетика научно обосновала необходимость обратной связи в любой управляемой
системе. Представления о механизме обратной связи являются основой современной
техники автоматического регулирования. Простейшим случаем регулирования является
стабилизация параметров системы на определенном уровне. Это вполне понятно, если
учесть, что всякое техническое устройство, выполняющее какую-либо работу, постоянно
находится под влиянием всевозможных внутренних и внешних факторов, которые часто
вызывают колебания протекающих процессов, нарушающих его стабильность. Например,
уменьшение числа оборотов машины под влиянием увеличенной нагрузки, уменьшение
мощности электромотора из-за понижения напряжения и т. д.
Вследствие указанных колебаний и нарушений стабильности работы ни одно техническое
устройство не могло бы быть полезным и эффективным для человека, если бы человек
не научился компенсировать эти отклонения от заданного уровня. Такая компенсация
в автоматически регулируемых машинах осуществлена путем использования автоматически
действующих механизмов обратной связи.
Основным процессом системы автоматического регулирования является устранение
рассогласования между задающим воздействием и выходной величиной.
В данном случае сама ошибка (рассогласование) является движущим сигналом системы,
работающей на уничтожение этой ошибки. Схема строится так, что все сигналы об
изменении регулируемой величины вызывают ее исправление в сторону увеличения или
уменьшения. Этим и обеспечивается удержание регулируемой величины на постоянном
уровне на основе непрерывной "подгонки".
Таким образом, всякая система автоматического регулирования представляет собой
замкнутую систему. В замкнутой системе входное воздействие непосредственно зависит
от значения выходной величины. Эта непосредственная связь от выхода системы к
ее входу называется обратной связью. Наличие обратной связи и создает
замкнутый контур передачи воздействий автоматического регулирования .
С развитием кибернетики было осознано, что принцип обратной связи, т. е.
поступление в регулятор сигналов о полезности произведенных действий,
является необходимым в процессах управления. любых систем.
Возможности кибернетики возрастают по мере усложнения системы, когда имеет место
сложное сочетание многочисленных и непрерывно меняющихся, накладывающихся друг
на друга факторов. В применении к системе, интересующей земледелие и растениеводство,
это означает необходимость изучения, а затем использования огромного количества
закономерностей в поведении каждого из трёх объектов - растения, почвы и
воздуха, - выявление наиболее важных соотношений в их органической слитности
и в тех комбинациях, которые наилучшим образом определяют алгоритмы
преобразования информации и управления системой.
Известно, что состояние и ход развития растений тесно связаны с условиями
внешней среды - температурой и влажностью воздуха, спектральным составом и
мощностью лучистого потока, режимом теплообмена, минерального и водного
питания и т. д.
Во многом формирование, рост растений и важнейшие физиологические процессы,
такие, как транспирация, фотопериодизм, фотосинтез, определяются условиями
среды, изменяются в связи с этими условиями, растение воспитывается и
соответственно приспосабливается к новым условиям. При этом одновременно идет
противоположный процесс - воздействия растения на среду: затенение растущими
растениями почвы, изменение режима влажности припочвенного воздуха, изменение
влагосодержания корнеобитаемого слоя почвы. Даже та или иная фаза развития
растений по-разному сказывается на тепловом, водном, радиационном, воздушном
режиме в системе почва - воздух.
Используя закономерности взаимодействия растения со средой, можно создать
кибернетическую систему, в которой по сигналам, получаемым от самого растения,
можно регулировать условия его выращивания.