闭环负反馈应用及介绍

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描述

  闭环反馈控制是基于反馈原理建立的自动控制。通过比较系统行为(输出)与期望行为之间的偏差,并消除偏差以获得预期的系统性能。在闭环反馈控制中,既存在由输入到输出的信号前向通路,也包含从输出端到输入端的信号反馈通路,两者组成一个闭合的回路。

  闭环反馈控制系统由控制器、受控对象和反馈通路组成,比较环节是指将输入与输出相减,给出偏差信号。这一环节在具体系统中可能与控制器一起统称为调节器。以炉温控制为例,受控对象为炉子;输出变量为实际的炉子温度;输入变量为给定常值温度,一般用电压表示。炉温用热电偶测量,代表炉温的热电动势与给定电压相比较,两者的差值电压经过功率放大后用来驱动相应的执行机构进行控制。

  闭环反馈控制系统的特点是实时的、连续的,反馈环节必须对控制作用产生影响 。比如空调房间温度的控制,只要房间实际温度和设定的温度有误差,它就要实施控制,直到实际温度和设定的温度相等,控制过程就结束。

  闭环系统简单地说就是能有一个或多个反馈,无论正反馈负反馈都可以,作用就是能让系统稳定在给定值或偏差很小,适合绝大多数的自动控制系统,也是我们必须要掌握的。

 闭环负反馈

  几个基本概念

  系统:按照某些规律结合起来,互相作用、互相依存的所有实体的集合或总和[7]。

  信号:信号是信息的表现形式,消息则是信号的具体内容。

  开环控制:开环控制是最简单的一种控制方式,按照控制信息传递的路径,它所具有的特点是,控制量与被控制量之间只有前向通路而没有反向通路。也就是说,控制作用的传递路径不闭合的,故称为开环。

  闭环控制:控制作用不是直接来自给定输入,而是系统的偏差信号,由偏差产生对系统被控量的控制;系统被控量的反馈信息又反过来影响系统的偏差信号,即影响控制作用大小。这种自成循环的控制作用,使信息的传递路径形成一个闭合的环路,称闭环。

  负反馈:反馈信息与控制信息的作用方向相反,因而可以纠正控制信息的效应。负反馈调节的主要意义在于维持机体内环境的稳态,在负反馈情况时,反馈控制系统平时处于稳定状态。

  采用负反馈控制,可以有效地抑制被反馈通道(由输出到输入)所包围的前向通道(由输入到输出)中各种干扰对系统输入量的影响,改善了系统的静态准确度。同时,因负反馈的存在,对应于一定输出量的输入量必然加大,使控制器受到强激信号作用,可加快被控对象的输出量对输入量的跟踪速度, 获得快速响应的效果, 改善了系统的动态特性。如果控制器的强激信号作用与被控对象惯性之间匹配不当,负反馈控制系统内可能产生振荡,甚至不能稳定工作。

        闭环负反馈应用

  自动控制理论”中一些理论及研究方法正在从工业、军事应用向管理、经济、生物等领域渗透。现代大型企业和企业集团,可以看作是大系统。系统科学的奠基人贝塔朗菲认为,系统论的任务是确定适用于系统的一般原则,并对系统的共性做一定的概括[2]。我们研究大型企业,除了运用管理学、经济学,还应运用系统科学。系统科学皆可以运用“控制论”对其进行研究和解决。“闭环负反馈控制”理论应用于现代企业管理就是在这些条件下,通过某些企业创新实践得出来的。该管理理论是从经典控制理论当中最本质的闭环负反馈控制系统进行引申和创造出来的,是在提炼了闭环负反馈控制系统最本质的特征并结合企业实际进行实践而总结出来的。它涵盖了一度风靡世界的一些先进管理理论所具备的管理要素,并在系统上进行了集成创新,在企业管理实践中得以应用,而且获得一定成功。

  在经典自动控制理论中,闭环负反馈控制是最基本也是最本质的一种。我们把研究的复杂对象称作“系统”,作为“系统”一定会有系统输入(输入信号)和系统输出(输出信号),将系统输出和系统输入之间建立一条信息渠道称作反馈通道(反馈信号)。反馈是区别于开环控制与闭环控制的重要特征。根据反馈的类型可分为正反馈和负反馈。反馈信号与输入信号相加时称正反馈,正反馈是一种发散的不稳定系统。反馈信号与输入信号相减时称负反馈,负反馈能提高系统的稳定性,是控制理论当中重点研究的系统。

  按照以上原理进行类推,在把一个企业当作一个“系统”进行研究时,为使“系统”能够顺利实现某种目的或作用,对其进行控制的方法也应是建立在闭环负反馈控制的管理基础上[10]。我们把“闭环负反馈控制”理论应用在管理中的方法叫“闭环负反馈控制”管理。

  闭环负反馈控制”管理方法的定义

  “闭环负反馈控制”管理是一种从系统入手,分析实际情况,抓住关键环节,注重信息及时反馈、动态调控、追求达成目标快速性好、偏差最小的管理方法。

  “闭环负反馈控制”理论在企业管理中的引申。一个典型的闭环负反馈控制系统所具有的利用偏差控制偏差、系统稳定、快速响应、抗干扰能力以及相对开环系统而言可降低系统各环节的灵敏度等,对所有管理都具有特别的意义。因为这种系统为管理控制提供了依据。控制系统中的“控制”与企业管理中的“管理”,在本质上是完全一致的。

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