微观粒子的运动受到周围热环境的强烈影响,几何尺度处在微米量级以下的微粒在液态水中的位移和速度都是一个随机量。然而,生物学当中已经发现了很多尺度在几十纳米范围内的生物大分子能够在细胞溶液的环境中沿着由微管和微丝构成的细胞骨架网络朝着某些固定的方向井然有序地移动着,在微观层次上实现着诸如肌肉收缩、神经传导等各种生命活动。这些生物分子依靠催化三磷酸腺苷的水解反应所获得的能量而调整细胞溶液分子碰撞的随机性而作定向运动,大量的试验表明,它们的运动是一种“步进”式的运动而不是连续的运动,沿着轨道每前进一步总是跨越一个轨道蛋白基元组,仅仅消耗一个三磷酸腺苷水解的能量,并且三磷酸腺苷分子总是结合在这些具有复杂结构的生物分子的某些固定的位点上并在特定的轨道蛋白基元处发生水解。这很容易使得我们联想起内燃机冲程之间的循环,只不过分子机器每运动一步不是靠燃烧气燃料而是靠水解三磷酸腺苷获得能量,更重要的是,这些分子机器可以工作在恒温的环境当中,并且它们具有很高的能量利用效率,试验测得三磷酸腺苷水解能50％以上都用于克服细胞溶液的粘滞阻力做功,有的生物分子的能量利用效率甚至接近于100％,每一步循环表现得好像从单一热源吸收了热量并把它转化为了有用功而与热力学第二定律相悖。纳米技术的发展也使得人们能够制造分子尺度的机器,因此对微观粒子的运动特征进行探索具有重要的理论意义和潜在的应用价值。　　 反馈控制是一种根据对象的某些状态特征对其进行操控的控制方式,生命活动的许多过程都可以看作是控制机构根据控制对象所受的刺激进行的控制,即是反馈控制。反馈控制技术在现代科学实验中为了维持实验条件的稳定性也经常被使用。　　 在很多物理学文献中,生物分子与其轨道的相互作用都是用一条势能曲线来描述的,其中的势阱代表大分子与轨道的结合,为了简化计算,在这篇文章中也借助于周期性锯齿形势研究了一种根据微观粒子受力方向而对其实施有差别的温度驱动的反馈控制模型。采用求解粒子运动的福克-普朗克方程定态解的方法实施了数值计算。借助于近期他人的研究成果之后在无误差控制和有误差控制当中把温度变化参数、力热比参数、锯齿形势的结构参数和控制参数作为粒子定向运动速度、控制所用信息量和粒子的能量利用效率的函数变量进行了研究。为了与生物学中的大量的关于单分子实验的数据相比照,把生物分子的典型参数代入到所求得的相关物理量的表达式当中,并在温度变化参数趋近于1时考察了粒子的速度和能量利用效率,得到的数据与实验数据在数量级上大致吻合。发现了粒子速度的方向随着温度变化参数从小于1到大于1而由负方向改变为正方向但大小均匀变化的正则反转点以及粒子速度随着周期性势场参数从0变为1的过程中不但方向发生改变而且大小也发生突变的奇异反转点,这两个反转点特别是奇异反转点的发现给我们实验操控粒子的速度提供有益的参考。在研究单分子的控制效率的时候得到了与宏观现象不同的结论,就是在恒温极限下,除了粒子的速率的数量级趋于与试验相一致外,它的控制效率也几乎趋向于同一个接近于1的极限,这就是说明,粒子定向运动的速率和能量利用高效率的实验事实可以理解为受控布朗运动的特征。同时也研究了这些参数之间的相互影响,可以为这种结构的最优设计提供依据,也可以为人工分子机器的设计提供一定的借鉴。