閉環(huán)反饋控制是基于反饋原理建立的自動控制。通過比較系統(tǒng)行為(輸出)與期望行為之間的偏差,并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能。在閉環(huán)反饋控制中,既存在由輸入到輸出的信號前向通路,也包含從輸出端到輸入端的信號反饋通路,兩者組成一個閉合的回路。
閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)由控制器、受控對象和反饋通路組成,比較環(huán)節(jié)是指將輸入與輸出相減,給出偏差信號。這一環(huán)節(jié)在具體系統(tǒng)中可能與控制器一起統(tǒng)稱為調(diào)節(jié)器。以爐溫控制為例,受控對象為爐子;輸出變量為實際的爐子溫度;輸入變量為給定常值溫度,一般用電壓表示。爐溫用熱電偶測量,代表爐溫的熱電動勢與給定電壓相比較,兩者的差值電壓經(jīng)過功率放大后用來驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)進行控制。
閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的特點是實時的、連續(xù)的,反饋環(huán)節(jié)必須對控制作用產(chǎn)生影響 。比如空調(diào)房間溫度的控制,只要房間實際溫度和設(shè)定的溫度有誤差,它就要實施控制,直到實際溫度和設(shè)定的溫度相等,控制過程就結(jié)束。
閉環(huán)系統(tǒng)簡單地說就是能有一個或多個反饋,無論正反饋負反饋都可以,作用就是能讓系統(tǒng)穩(wěn)定在給定值或偏差很小,適合絕大多數(shù)的自動控制系統(tǒng),也是我們必須要掌握的。
幾個基本概念
系統(tǒng):按照某些規(guī)律結(jié)合起來,互相作用、互相依存的所有實體的集合或總和[7]。
信號:信號是信息的表現(xiàn)形式,消息則是信號的具體內(nèi)容。
開環(huán)控制:開環(huán)控制是最簡單的一種控制方式,按照控制信息傳遞的路徑,它所具有的特點是,控制量與被控制量之間只有前向通路而沒有反向通路。也就是說,控制作用的傳遞路徑不閉合的,故稱為開環(huán)。
閉環(huán)控制:控制作用不是直接來自給定輸入,而是系統(tǒng)的偏差信號,由偏差產(chǎn)生對系統(tǒng)被控量的控制;系統(tǒng)被控量的反饋信息又反過來影響系統(tǒng)的偏差信號,即影響控制作用大小。這種自成循環(huán)的控制作用,使信息的傳遞路徑形成一個閉合的環(huán)路,稱閉環(huán)。
負反饋:反饋信息與控制信息的作用方向相反,因而可以糾正控制信息的效應(yīng)。負反饋調(diào)節(jié)的主要意義在于維持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài),在負反饋情況時,反饋控制系統(tǒng)平時處于穩(wěn)定狀態(tài)。
采用負反饋控制,可以有效地抑制被反饋通道(由輸出到輸入)所包圍的前向通道(由輸入到輸出)中各種干擾對系統(tǒng)輸入量的影響,改善了系統(tǒng)的靜態(tài)準(zhǔn)確度。同時,因負反饋的存在,對應(yīng)于一定輸出量的輸入量必然加大,使控制器受到強激信號作用,可加快被控對象的輸出量對輸入量的跟蹤速度, 獲得快速響應(yīng)的效果, 改善了系統(tǒng)的動態(tài)特性。如果控制器的強激信號作用與被控對象慣性之間匹配不當(dāng),負反饋控制系統(tǒng)內(nèi)可能產(chǎn)生振蕩,甚至不能穩(wěn)定工作。
? ? ? ? 閉環(huán)負反饋應(yīng)用
自動控制理論”中一些理論及研究方法正在從工業(yè)、軍事應(yīng)用向管理、經(jīng)濟、生物等領(lǐng)域滲透?,F(xiàn)代大型企業(yè)和企業(yè)集團,可以看作是大系統(tǒng)。系統(tǒng)科學(xué)的奠基人貝塔朗菲認(rèn)為,系統(tǒng)論的任務(wù)是確定適用于系統(tǒng)的一般原則,并對系統(tǒng)的共性做一定的概括[2]。我們研究大型企業(yè),除了運用管理學(xué)、經(jīng)濟學(xué),還應(yīng)運用系統(tǒng)科學(xué)。系統(tǒng)科學(xué)皆可以運用“控制論”對其進行研究和解決?!伴]環(huán)負反饋控制”理論應(yīng)用于現(xiàn)代企業(yè)管理就是在這些條件下,通過某些企業(yè)創(chuàng)新實踐得出來的。該管理理論是從經(jīng)典控制理論當(dāng)中最本質(zhì)的閉環(huán)負反饋控制系統(tǒng)進行引申和創(chuàng)造出來的,是在提煉了閉環(huán)負反饋控制系統(tǒng)最本質(zhì)的特征并結(jié)合企業(yè)實際進行實踐而總結(jié)出來的。它涵蓋了一度風(fēng)靡世界的一些先進管理理論所具備的管理要素,并在系統(tǒng)上進行了集成創(chuàng)新,在企業(yè)管理實踐中得以應(yīng)用,而且獲得一定成功。
在經(jīng)典自動控制理論中,閉環(huán)負反饋控制是最基本也是最本質(zhì)的一種。我們把研究的復(fù)雜對象稱作“系統(tǒng)”,作為“系統(tǒng)”一定會有系統(tǒng)輸入(輸入信號)和系統(tǒng)輸出(輸出信號),將系統(tǒng)輸出和系統(tǒng)輸入之間建立一條信息渠道稱作反饋通道(反饋信號)。反饋是區(qū)別于開環(huán)控制與閉環(huán)控制的重要特征。根據(jù)反饋的類型可分為正反饋和負反饋。反饋信號與輸入信號相加時稱正反饋,正反饋是一種發(fā)散的不穩(wěn)定系統(tǒng)。反饋信號與輸入信號相減時稱負反饋,負反饋能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,是控制理論當(dāng)中重點研究的系統(tǒng)。
按照以上原理進行類推,在把一個企業(yè)當(dāng)作一個“系統(tǒng)”進行研究時,為使“系統(tǒng)”能夠順利實現(xiàn)某種目的或作用,對其進行控制的方法也應(yīng)是建立在閉環(huán)負反饋控制的管理基礎(chǔ)上[10]。我們把“閉環(huán)負反饋控制”理論應(yīng)用在管理中的方法叫“閉環(huán)負反饋控制”管理。
閉環(huán)負反饋控制”管理方法的定義
“閉環(huán)負反饋控制”管理是一種從系統(tǒng)入手,分析實際情況,抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié),注重信息及時反饋、動態(tài)調(diào)控、追求達成目標(biāo)快速性好、偏差最小的管理方法。
“閉環(huán)負反饋控制”理論在企業(yè)管理中的引申。一個典型的閉環(huán)負反饋控制系統(tǒng)所具有的利用偏差控制偏差、系統(tǒng)穩(wěn)定、快速響應(yīng)、抗干擾能力以及相對開環(huán)系統(tǒng)而言可降低系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的靈敏度等,對所有管理都具有特別的意義。因為這種系統(tǒng)為管理控制提供了依據(jù)??刂葡到y(tǒng)中的“控制”與企業(yè)管理中的“管理”,在本質(zhì)上是完全一致的。
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