第一章 緒論
第一節(jié) 生理學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)
一、生理學(xué)
生理學(xué)（physiology)是生物科學(xué)中的一個(gè)分支，它以生物機(jī)體的功能為研究對(duì)象。生物機(jī)體的功能就是整個(gè)生物及其各個(gè)部分所表現(xiàn)的各種生命現(xiàn)象或m.bhskgw.cn/pharm/生理作用，例如呼吸、消化、循環(huán)、肌肉運(yùn)動(dòng)等等。生理學(xué)的任務(wù)就是要研究這些生理功能的發(fā)生機(jī)制、條件以及機(jī)體的內(nèi)外環(huán)境中各種變化對(duì)這結(jié)功能的影響，從而掌握各種生理變化的規(guī)律。
二、生理學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系
生理學(xué)的發(fā)展與醫(yī)學(xué)的密切聯(lián)系。在醫(yī)療實(shí)踐中和對(duì)人體的一般觀察中積累了關(guān)于人體生理功能的許多知識(shí)，更通過(guò)對(duì)于人體和動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)分析研究，進(jìn)一步深入探索這些生理功能的內(nèi)在機(jī)制和相互關(guān)系，逐漸形成關(guān)于人和動(dòng)物機(jī)體功能的系統(tǒng)性理論科學(xué)。醫(yī)學(xué)中關(guān)于疾病問(wèn)題的理論研究是以人體生理學(xué)的基本理論為基礎(chǔ)的；同時(shí)，通過(guò)醫(yī)學(xué)實(shí)踐又可以檢驗(yàn)生理學(xué)理論是否正確，并不斷以新的內(nèi)容和新的問(wèn)題豐富生理學(xué)理論和推動(dòng)生理學(xué)研究。因此，生理學(xué)是醫(yī)學(xué)的一門(mén)基礎(chǔ)理論科學(xué)。
三、生理學(xué)研究的不同水平
在研究生命現(xiàn)象的機(jī)制時(shí)，需要從各個(gè)不同水平提出問(wèn)題進(jìn)行研究。根據(jù)研究的層次不同，生理學(xué)研究可以分成三個(gè)水平。
一是關(guān)于生命現(xiàn)象的細(xì)胞和分子機(jī)制的研究。生理活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)是生物機(jī)體，構(gòu)成機(jī)體的最基本結(jié)構(gòu)和功能單位是各種細(xì)胞，每一器官的功能都與組成該器官的細(xì)胞的生理特性分不開(kāi)，例如肌肉的功能與肌細(xì)胞的生理特性分不開(kāi)，腺體的功能與腺細(xì)胞的生理特性分不開(kāi)，等等。然而，細(xì)胞的生理特性又決定于構(gòu)成細(xì)胞的各個(gè)物質(zhì)的物理化學(xué)特性，尤其是生物大分子的物理化學(xué)特性。例如心臟之所以能搏動(dòng)，是由于肌細(xì)胞中含有特殊的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)分子具有一定的結(jié)合排列方式，在離子濃度的變化和酶的作用下排列方式發(fā)生變化，從而發(fā)生收縮或舒張的活動(dòng)。因此，對(duì)心臟功能的功能的研究需要在肌細(xì)胞和生物大分子的水平上進(jìn)行。這類研究的對(duì)象是細(xì)胞和它所含的物質(zhì)分子，可稱為細(xì)胞和分子水平的研究。這方面的知識(shí)稱為普遍生理學(xué)或細(xì)胞生理學(xué)。
二是關(guān)于機(jī)體內(nèi)各器官和系統(tǒng)的功能的研究。這方面的研究著重于闡明器官和系統(tǒng)對(duì)于機(jī)體有什么作用，它是怎樣進(jìn)行活動(dòng)的，它的活動(dòng)受到哪些因素的控制，等等。例如，關(guān)于心血管組成的血液循環(huán)系統(tǒng)的生理功能研究，需要闡明心臟各部分如何協(xié)同活動(dòng)、心臟如何射血、血管如何調(diào)配血液供給、血管內(nèi)血液流動(dòng)的動(dòng)力和阻力、心血管活動(dòng)如何調(diào)節(jié)等規(guī)律。這類研究要對(duì)完整的心臟、血管和循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行觀察，是以器官和系統(tǒng)作為研究對(duì)象的，稱為器官和系統(tǒng)水平的研究。這方面的知識(shí)稱為器官和系統(tǒng)生理學(xué)。
三是關(guān)于機(jī)體內(nèi)各器官、系統(tǒng)的相互聯(lián)系和相互影響，以及機(jī)體與環(huán)境之間相互聯(lián)系和相互影響的研究。由于人體生理學(xué)的研究對(duì)象是人的機(jī)體，整個(gè)人體的生理活動(dòng)并不等于心、肺、腎等器官生理功能的簡(jiǎn)單總和，而是在各種生理功能之間體現(xiàn)著彼此相互聯(lián)系、相互制約的完整而協(xié)調(diào)的過(guò)程。人的生理活動(dòng)還具有個(gè)體的特點(diǎn)，并且隨著個(gè)體生活條件的變異而不斷變化發(fā)展著。機(jī)體內(nèi)的這種聯(lián)系制約、變化發(fā)展的規(guī)律也是需要加以研究的。例如，在完整人體內(nèi)心臟搏動(dòng)的頻率和力量，會(huì)受體內(nèi)外環(huán)境條件、人體的健康情況以及情緒等因素的影響。在這里，研究的對(duì)象是整個(gè)機(jī)體，可稱為整體水平的研究。
生理功能雖然以細(xì)胞和分子特性為基礎(chǔ)，并服從于物理化學(xué)的規(guī)律，但生理學(xué)畢竟不等同于物理學(xué)和化學(xué)，它們既有細(xì)胞和分子水平的研究和科學(xué)規(guī)律，還有器官、系統(tǒng)和整體水平的研究和科學(xué)規(guī)律。要全面地理解某一生理功能的機(jī)制，必須從細(xì)胞和分子、器官和系統(tǒng)、以及整體三個(gè)水平進(jìn)行研究。
第二節(jié) 生理學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史
人體生理的知識(shí)最初是隨著生產(chǎn)和醫(yī)療實(shí)踐而逐漸積累起來(lái)的。公元300-400年的《黃帝內(nèi)經(jīng)》一書(shū)是我國(guó)古代醫(yī)療實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的理論總結(jié)，書(shū)中闡述了經(jīng)絡(luò)、臟腑、七情六yin、營(yíng)衛(wèi)氣血等生理學(xué)理論。在其他國(guó)家，早期對(duì)人體生理知識(shí)也有不少重要的貢獻(xiàn)。例如，古羅馬名醫(yī)Galen曾從人體解剖的知識(shí)來(lái)推論生理功能，并曾進(jìn)行初步的動(dòng)物活體解剖，對(duì)醫(yī)學(xué)的貢獻(xiàn)很大。
生理學(xué)真正地成為一門(mén)實(shí)驗(yàn)性科學(xué)是從17世紀(jì)開(kāi)始的。1628年英國(guó)醫(yī)生Harvey證明了血液循環(huán)的途徑，并指出心臟是循環(huán)系統(tǒng)的中心。他的結(jié)論是在幾種動(dòng)物身上應(yīng)用活體解剖法通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)而獲得的。在17-18世紀(jì)，顯微鏡的發(fā)明和物理學(xué)、化學(xué)的迅速進(jìn)步，都給生理學(xué)的發(fā)展準(zhǔn)備了良好的條件。例如，應(yīng)用顯微鏡發(fā)現(xiàn)了毛細(xì)血管，證實(shí)了Harvey對(duì)循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的推論；物質(zhì)守恒與能量守恒及轉(zhuǎn)化定律的提出，以及燃燒和呼吸原理的闡明，為機(jī)體新陳代謝的研究奠定了基礎(chǔ)。到了19世紀(jì)，隨著其他自然科學(xué)的迅速發(fā)展，生理學(xué)實(shí)驗(yàn)研究也大量開(kāi)展，累積了大量各器官生理功能的知識(shí)。例如，關(guān)于感覺(jué)器官、神經(jīng)系統(tǒng)、血液循環(huán)、腎的排泄功能、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定等的研究，均為生理功能提供了不少寶貴資料。我國(guó)現(xiàn)代生理學(xué)也有60余年的歷史。1926年北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院生理系主任林可勝發(fā)起創(chuàng)建了中國(guó)生理學(xué)會(huì)，隨即出版了《中國(guó)生理學(xué)雜志》。學(xué)會(huì)的成立和專業(yè)雜志的出版，對(duì)于生理學(xué)在我國(guó)的發(fā)展起了很好的推動(dòng)作用。當(dāng)時(shí)我國(guó)比較集中的研究工作是關(guān)于胃液分泌、物質(zhì)代謝、神經(jīng)肌肉和心血管運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)調(diào)節(jié)等問(wèn)題，并在學(xué)術(shù)上作出了貢獻(xiàn)，受到國(guó)際生理學(xué)界的重視。
近二三十年來(lái)，由于基礎(chǔ)科學(xué)和新技術(shù)的迅速發(fā)展，以及相關(guān)學(xué)科間的交叉滲透，使生理學(xué)的研究有了很大的進(jìn)展。細(xì)胞、分子水平的研究，已深入到細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)機(jī)制、細(xì)胞跨膜信息傳遞的機(jī)制、基因水平的功能調(diào)控機(jī)制等方面，使生命活動(dòng)基本規(guī)律的研究取得了不少寶貴資料。在整體水平研究方面，由于學(xué)科的交叉滲透，不斷產(chǎn)生了研究的新領(lǐng)域，如神經(jīng)免疫內(nèi)分泌學(xué)等；而且由于采用了許多先進(jìn)技術(shù)，使整體生理學(xué)研究，尤其是各種特殊條件下（如勞動(dòng)、運(yùn)動(dòng)、高空、高原、潛水等)的研究，取得了很大進(jìn)展。生理學(xué)向微觀的細(xì)胞分子水平深入發(fā)展，以及向宏觀的整體水平加快擴(kuò)展，是當(dāng)今發(fā)展的總趨勢(shì)。
第三節(jié) 生理功能的調(diào)節(jié)
人體和復(fù)雜多細(xì)胞動(dòng)物的細(xì)胞直接生存于細(xì)胞外液中，而不與外環(huán)境發(fā)生接觸。細(xì)胞新陳代謝所需的養(yǎng)料由細(xì)胞外液提供，細(xì)胞的代謝產(chǎn)物也排到細(xì)胞外液中，而后通過(guò)細(xì)胞外液再與外環(huán)境發(fā)生物質(zhì)交換。由此，細(xì)胞外液被稱為機(jī)體的內(nèi)環(huán)境，以別于整個(gè)機(jī)體所生存的外環(huán)境。細(xì)胞的生存對(duì)內(nèi)環(huán)境條件的要求很?chē)?yán)格，內(nèi)環(huán)境各項(xiàng)因素的相對(duì)穩(wěn)定性乃是高等動(dòng)物生命存在的必要條件。然而，內(nèi)環(huán)境理化性質(zhì)不是絕對(duì)靜止的，而是各種物質(zhì)在不斷轉(zhuǎn)換中達(dá)到相對(duì)平衡狀態(tài)，即動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。這種平衡狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)。由于細(xì)胞不斷進(jìn)行著新陳代謝，新陳代謝本身不斷擾亂內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，外環(huán)境的強(qiáng)烈變動(dòng)也可影響內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)；為此，機(jī)體的血液循環(huán)、呼吸、消化、排泄等生理功能必須不斷地進(jìn)行著調(diào)節(jié)，以糾正內(nèi)環(huán)境的過(guò)分變動(dòng)。
一、神經(jīng)調(diào)節(jié)
神經(jīng)活動(dòng)的基本過(guò)程是反射。反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)為反射弧，包括五個(gè)基本環(huán)節(jié)：感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)和效應(yīng)器。感受器是接受刺激的器官，效應(yīng)器是產(chǎn)生反應(yīng)的器官；中樞在腦和脊髓中，傳入和傳出神經(jīng)是將中樞與感受器和效應(yīng)器聯(lián)系起來(lái)的通路（參見(jiàn)第十章第二節(jié))。例如當(dāng)血液中氧分壓下降時(shí)，頸動(dòng)脈等化學(xué)感受器發(fā)生興奮，通過(guò)傳入神經(jīng)將信息傳至呼吸中樞導(dǎo)致中樞興奮，再通過(guò)傳出神經(jīng)使呼吸肌運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，吸入更多的氧使血液中氧分壓回升，維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。反射調(diào)節(jié)是機(jī)體重要的調(diào)節(jié)機(jī)制，神經(jīng)系統(tǒng)功能不健全時(shí)，調(diào)節(jié)將發(fā)生混亂。
巴甫洛夫（лавдов)將反射分成非條件反射與條件反射兩類。非條件反射是先天遺傳的，同類動(dòng)物都具有的，是一種初級(jí)的神經(jīng)活動(dòng)。上述呼吸反射就是一種簡(jiǎn)單的非條件反射。條件反射是后天獲得的，是個(gè)體在生活過(guò)程中按照它的生活條件而建立起來(lái)的，是一種高級(jí)的神經(jīng)活動(dòng)。例如，工人進(jìn)入勞動(dòng)環(huán)境中就會(huì)發(fā)生呼吸加強(qiáng)的條件反射，這時(shí)雖然勞動(dòng)尚未開(kāi)始，但呼吸系統(tǒng)已增強(qiáng)活動(dòng)，為勞動(dòng)準(zhǔn)備提供足夠的氧并排出二氧化碳。所以，條件反射是更具有適應(yīng)性意義的調(diào)節(jié)。
二、體液調(diào)節(jié)
體液調(diào)節(jié)就是機(jī)體某些細(xì)胞產(chǎn)生某些特殊的化學(xué)物質(zhì)，借助于血液循環(huán)的運(yùn)輸，到達(dá)全身各器官組織或某一器官組織，從而引起這器官組織的某些特殊的反應(yīng)。許多內(nèi)分泌細(xì)胞所分泌的各種激素，就是借體液循環(huán)的通路對(duì)機(jī)體的功能進(jìn)行調(diào)節(jié)的。例如，胰島B細(xì)胞分泌的胰島素能調(diào)節(jié)組織、細(xì)胞的糖與脂肪的新陳代謝，有降低血糖的作用。內(nèi)環(huán)境血糖濃度之所以能保持相對(duì)穩(wěn)定，主要依靠這種體液調(diào)節(jié)。
有些內(nèi)分泌細(xì)胞可以直接感受內(nèi)環(huán)境中某種理化因素的變化，直接作出相應(yīng)的反應(yīng)。例如，當(dāng)血鈣離子濃度降低時(shí)，甲狀旁腺細(xì)胞能直接感受這種變化，促使甲狀旁腺激素分泌增加，轉(zhuǎn)而導(dǎo)致骨中的鈣釋放入血，使血鈣離子的濃度回升，保持了內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。也有些內(nèi)分泌腺本身直接或間接地受到神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，在這種情況下，體液調(diào)節(jié)是神經(jīng)調(diào)節(jié)的一個(gè)傳出環(huán)節(jié)，是反射傳出道路的延伸。這種情況可稱為神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)。例如，腎上腺髓質(zhì)接受感神經(jīng)的支配，當(dāng)交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮時(shí)，腎上腺髓質(zhì)分泌的腎上腺素和去甲腎上腺素增加，共同參與機(jī)體的調(diào)節(jié)。
除激素外，某些組織、細(xì)胞產(chǎn)生的一些化學(xué)物質(zhì)，雖不能隨血液到身體其他部位起調(diào)節(jié)作用，但可在局部組織液內(nèi)擴(kuò)散，改變鄰近組織細(xì)胞的活動(dòng)。這種調(diào)節(jié)可看作是局部性體液調(diào)節(jié)，或稱為旁分泌（paracrine)調(diào)節(jié)。
神經(jīng)調(diào)節(jié)的一般特點(diǎn)是比較迅速而精確，體液調(diào)節(jié)的一般特點(diǎn)是比較緩慢、持久而彌散，兩者相互配合使生理功能調(diào)節(jié)更趨于完善。
三、自身調(diào)節(jié)
自身調(diào)節(jié)是指組織、細(xì)胞在不依賴于外來(lái)的或體液調(diào)節(jié)情況下，自身對(duì)刺激發(fā)生的適應(yīng)性反應(yīng)過(guò)程。例如，骨骼肌或心肌的初長(zhǎng)（收縮前的長(zhǎng)度)能對(duì)收縮力量起調(diào)節(jié)作用；當(dāng)初長(zhǎng)在一定限度內(nèi)增大時(shí)，收縮力量會(huì)相應(yīng)增加，而初長(zhǎng)縮短時(shí)收縮力量就減小。一般來(lái)說(shuō)，自身調(diào)節(jié)的幅度較小，也不十分靈敏，但對(duì)于生理功能的調(diào)節(jié)仍有一定意義。
有時(shí)候一個(gè)器官在不依賴于器官外來(lái)的神經(jīng)或體液調(diào)節(jié)情況下，器官自身對(duì)刺激發(fā)生的適應(yīng)性反應(yīng)過(guò)程也屬于自身調(diào)節(jié)。
第四節(jié) 生理功能的調(diào)節(jié)控制
本世紀(jì)40年代，通過(guò)運(yùn)用數(shù)學(xué)和物理學(xué)的原理和方法，分析研究各種工程技術(shù)的控制和人體的各種功能調(diào)節(jié)，得出了一些有關(guān)調(diào)節(jié)和控制過(guò)程的共同規(guī)律，產(chǎn)生了一個(gè)新的學(xué)科，這就是控制論（cybernetics)。運(yùn)用控制論原理分析人體的調(diào)節(jié)活動(dòng)時(shí)，人體的各種功能調(diào)節(jié)可分為三類控制系統(tǒng)。
一、非自動(dòng)控制系統(tǒng)
非自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)（open-loop system)，其控制部分不受受控部分的影響，即受控部分不能反饋改變控制部分的活動(dòng)。例如在應(yīng)激反應(yīng)中，當(dāng)應(yīng)激性刺激特別強(qiáng)大時(shí)，可能由于下丘腦神經(jīng)元和垂體對(duì)血中糖皮質(zhì)激素的敏感性減退，亦即糖皮質(zhì)激素血中濃度升高時(shí)不能反饋抑制它們的活動(dòng)，使應(yīng)激性刺激能導(dǎo)致ACTH與糖皮質(zhì)激素的持續(xù)分泌；這時(shí)，腎上腺皮質(zhì)能不斷地根據(jù)應(yīng)激性刺激的強(qiáng)度作出相應(yīng)的反應(yīng)（參見(jiàn)第十一章)。在這種情況下，刺激決定著反應(yīng)，而反應(yīng)不能改變控制部分的活動(dòng)。這種控制系統(tǒng)無(wú)自動(dòng)控制的能力。非自動(dòng)控制系統(tǒng)的活動(dòng)在體內(nèi)不多見(jiàn)。
二、反饋控制系統(tǒng)
反饋控制系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)（open-loop system)，其控制部分不斷接受受控部分的影響，即受控部分不斷有反饋信息返回輸給控制部分，改變著它的活動(dòng)。這種控制系統(tǒng)具有自動(dòng)控制的能力。
圖1-1是反饋控制系統(tǒng)的模式圖。圖中把該系統(tǒng)分成比較器、控制系統(tǒng)、受控系統(tǒng)三個(gè)環(huán)節(jié)；輸出變量的部分信息經(jīng)監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)后轉(zhuǎn)變?yōu)榉答佇畔�，回輸�(shù)奖容^器，由此構(gòu)成閉合回路。在不同的反饋控制系統(tǒng)中，傳遞信息的方式是多種多樣的，可以是電信號(hào)（神經(jīng)沖動(dòng))、化學(xué)信號(hào)或機(jī)械信號(hào)，但最重要的是這些信號(hào)的數(shù)量和強(qiáng)度的變化中所包含的準(zhǔn)確的和足夠的信息。參考信息即輸入信息（Si)，它和反饋信息（Sf)比較后，即得出偏差信息（Se)。三者的關(guān)系為：Se=Si+Sf如果是負(fù)反饋（negative feedback),則Sf為負(fù)值；如果是正反饋（positive feedback)，則Sf為正值。
圖1-1反饋控制系統(tǒng)模式圖
在負(fù)反饋情況時(shí)，反饋控制系統(tǒng)平時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)。如出現(xiàn)一個(gè)干擾信息（Sd)作用于受控系統(tǒng)，則輸出變量發(fā)生改變，導(dǎo)致該反饋控制系統(tǒng)發(fā)生擾亂；這時(shí)反饋信息與參考信息發(fā)生偏差，偏差信息作用于控制系統(tǒng)使控制信息（Sc)發(fā)生改變，以對(duì)抗干擾信息的干擾作用，使輸出變量盡可能恢復(fù)到擾亂前的水平。例如，人體的體溫經(jīng)常可穩(wěn)定在37°C左右，就是負(fù)反饋調(diào)控作用的結(jié)果�，F(xiàn)在認(rèn)為下丘腦內(nèi)有決定體溫水平的調(diào)定點(diǎn)的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元發(fā)出參考信息使體溫調(diào)節(jié)中樞發(fā)出控制信息來(lái)調(diào)節(jié)產(chǎn)熱www.med126.com和散熱過(guò)程，保持體溫維持在37°C左右。如果人體進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)熱突然增加（即發(fā)生干擾信息，使輸出變量增加)體溫隨著升高，則下丘腦內(nèi)的溫度敏感（監(jiān)測(cè)裝置)就發(fā)生反饋信息與參考信息進(jìn)行比較，由此產(chǎn)生偏差信息作用于體溫調(diào)節(jié)中樞，從而改變控制信息來(lái)調(diào)整產(chǎn)熱和散熱過(guò)程，使升高的體溫回降，恢復(fù)到場(chǎng)37°C左右。
在正反饋情況時(shí)，反饋控制系統(tǒng)則處于再生狀態(tài)。正反饋控制系統(tǒng)一般不需要干擾信息就可進(jìn)入再生狀態(tài)，但有時(shí)也可因出現(xiàn)干擾信息而觸發(fā)再生。例如，出現(xiàn)一個(gè)干擾信息作用于受控系統(tǒng)，則輸出變量發(fā)生改變，這時(shí)反饋信息為正值，導(dǎo)致偏差信息增大；增大的偏差信息作用于控制系統(tǒng)使控制信息增強(qiáng)，導(dǎo)致輸出變量的改變進(jìn)一步加大；由于輸出變量加大，又返回來(lái)加大反饋信息，如此反復(fù)使反饋控制系統(tǒng)活動(dòng)不斷再生。分娩過(guò)程是正反饋控制系統(tǒng)活動(dòng)的實(shí)例。當(dāng)臨近分娩時(shí)，某些干擾信息可誘發(fā)子宮收縮，子宮收縮導(dǎo)致胎兒頭部牽張子宮頸部；宮頸受到牽張可反射性導(dǎo)致催產(chǎn)素分泌增加，從而進(jìn)一步加強(qiáng)宮縮，轉(zhuǎn)而使宮頸進(jìn)一步受到牽張；如此反復(fù)再生，直至胎兒娩出為止。
三、前饋控制系統(tǒng)
圖1-2為一個(gè)前饋控制系統(tǒng)模式圖。從圖可以看出，輸出變量不發(fā)出反饋信息，監(jiān)測(cè)裝置在檢測(cè)到干擾信息后發(fā)出前饋（feed forward)信息，作用于控制系統(tǒng)，調(diào)整控制信息以對(duì)抗干擾信息對(duì)受控系統(tǒng)的作用，從而使輸出變量保持穩(wěn)定。因此，前饋控制系統(tǒng)所起的作用是預(yù)先監(jiān)測(cè)干擾，防止干擾的擾亂；或是超前洞察動(dòng)因，及時(shí)作出適應(yīng)性反應(yīng)。條件反射活動(dòng)是一種前饋控制系統(tǒng)活動(dòng)。例如，動(dòng)物見(jiàn)到食物就引致唾液分泌，這種分泌比食物進(jìn)入口中后引致唾液分泌來(lái)得快，而且富有預(yù)見(jiàn)性，更具有適應(yīng)性意義。但前饋控制引致的反應(yīng)，有可能失誤；例如動(dòng)物見(jiàn)到食物后并沒(méi)有吃到食物，則唾液分泌就是一種失誤。在進(jìn)食過(guò)程中，導(dǎo)致迷走神經(jīng)興奮，促使胰島B細(xì)胞分泌胰島素來(lái)調(diào)節(jié)血糖水平，這樣可及早準(zhǔn)備以防止食物消化吸收后造成血糖水平出現(xiàn)過(guò)分波動(dòng)，這也是前饋控制的例子。
圖1-2 前饋控制系統(tǒng)模式圖
