前饋控制

前饋控制是在前蘇聯學者所倡導的不變性原理的基礎上發展而成的。20世紀50年代以後，在工程上，前饋控制系統逐漸得到了廣泛的應用。前饋控制系統是根據擾動或給定值的變化按補償原理來工作的控制系統，其特點是當擾動產生後，被控變量還未變化以前，根據擾動作用的大小進行控制，以補償擾動作用對被控變量的影響。前饋控制系統運用得當，可以使被控變量的擾動消滅在萌芽之中，使被控變量不會因擾動作用或給定值變化而產生偏差，它較之反饋控制能更加及時地進行控制，並且不受系統滯後的影響。 ^[1] 

前饋控制發生在實際工作開始之前，是未來導向的。質量控制培訓項目、預測、預算、實時的計算機系統都屬於前饋控制。前饋控制是管理層最渴望採取的控制類型，因為它能避免預期出現的問題，而不必當問題出現時再補救。

就一般而言，管理中採取的控制可以在行動開始之前、進行之中或結束之後進行，稱為三種控制模型。第一種稱為前饋控制或預先控制；第二種稱為同期控制或過程控制；第三種稱為反饋控制或事後控制。

前饋控制是在企業生產經營活動開始之前進行的控制，是一種開環控制。管理過程理論認為，只有當管理者能夠對即將出現的偏差有所覺察並及時預先提出某些措施時，才能進行有效的控制，因此前饋控制具有重要的意義。

前饋控制採用的普遍方式，是利用所能得到的最新信息，進行認真、反覆的預測，把計劃所要達到的目標同預測相比較，並採取措施修改計劃，以使預測與計劃目標相吻合。到目前為止運用的比較先進的前饋控制技術之一是計劃評審法，或稱網絡分析法。它可以預先知道哪些工序的延時會影響到整個工期，在何時會出現何種資源需求高峯，從而採取有效的預防措施與行之有效的管理辦法。 ^[2] 

在企業管理控制活動中，前饋控制的內容包括對人力資源、原材料、資金等的前饋控制。比如，人力資源必須適應任務要求，數量和素質方面有能力完成指派的任務，並控制機構臃腫，人浮於事的現象，利用統計抽樣來控制原料質量，根據抽樣不合格率決定接受或退貨，根據庫存理論控制庫存儲備量等。

流程工業中的前饋控制基本原理：測量進入過程的干擾量（包括外界干擾和設定值變化），並根據干擾的測量值產生合適的控制作用來改變控制量，使控制維持在設定值上。圖1為換熱器的前饋控制

單純的前饋控制是開環的，是按擾動進行補償的，因此根據一種擾動設置的前饋控制就只能克服這一擾動對被控變量的影響，而對於其他擾動對被控變量的影響，由於這個前饋控制器無法感受到，也就無能為力了。所以在實際工業過程中單獨使用前饋控制很難達到工藝要求，因此為了克服其他擾動對被控變量的影響，就必須將前饋控制和反饋控制結合起來，構成前饋反饋控制系統。前饋反饋控制系統有兩種結構形式，一種是前饋控制作用與反饋控制作用相乘，如圖5—17所示的精餾塔出口温度的進料前饋反饋控制系統；另一種是前饋控制作用與反饋控制作用相加，這是前饋反饋控制系統中最典型的結構形式，如圖5一18所示的加熱爐出口温度的進料前饋反饋控制系統。 ^[1] 

採用前饋控制系統的條件是：

1、擾動可測但是不可控。

2、變化頻繁且變化幅度大的擾動。

3、擾動對被控變量的影響顯著，反饋控制難以及時克服，且過程控制精度要求又十分嚴格的情況。 ^[1] 

1）對計劃與控制系統作認真深入的分析；

2）建立該系統的物理模型或因果關係分析圖；

3）隨時對上述模型進行補充、修正、完善、使之更符合實際；

4）通過調查、預測，把變化的環境參數輸入模型中，觀查、分析其影響及偏差信息；

5）根據事前的備選方案，結合實際情況，採取相應的糾編措施。 ^[2] 

一是要有大量的、準確的、有代表性的信息以便準確預測；

二是要有科學的、經過實踐檢驗的預測模型；

三是要充分了解控制過程並將其透視為“白箱”的能力；

四是要對過程變化高度敏感；

五是保持前饋控制模型的動態特性。這些因素在控制實務上具有一定的難度，因而，前饋控制是有風險的。 ^[2] 

企業經營活動中產生的偏差只有及時採取措施加以糾正，才能避免偏差的擴大，如果等到偏差已經非常明顯，且對企業造成了不可挽回的影響後，反映偏差的信息才姍姍來遲，這時就產生了過時控制風險，這一風險是根本性的，是是否選擇前饋控制的風險。預測偏差的產生，可以通過建立企業經營狀況的預警系統來實現。必要時可藉助計算機來輔助建立預警系統。

過度控制是指控制的範圍、程度和頻度超過了一定限度，以至於控制失效或失敗。過度控制可以分三種情況。

1．控制過多或控制不足。適度的控制是這樣的控制：既能滿足對組織活動的監督和檢查需要，又無需與被控制對象發生衝突。前者的失誤屬不足控制，後者的失誤屬控制過度。

2．全面控制與重點控制。既要全面控制，又要分清主次，對重點環節進行重點控制。

3．控制費用與控制收益失衡。前面的模型已分析過，前饋控制是有成本的，收集信息、進行預測、預先採取措施等都需要費用；同時，控制也能帶來一定的收益，只有收益超出成本時，控制才有必要，否就會導致費用與收益的失衡。

控制工作應該針對組織的實際狀況，採取必要的糾偏措施，客觀的控制源於對企業經營活動狀況及其變化的客觀瞭解和評價，否則，憑個人的主觀臆斷進行控制就是主觀控制。

企業在生產經營過程中經常可能遇到某種突發的、無力抗拒的變化，這些變化使企業計劃與現實條件嚴重背離。有效的控制系統應在這樣的情況下仍能發揮作用，即控制是有彈性的而不是鋼性的，彈性體現在設立應急機制、設定參數以合理的區間而不是定值、設計合理的控制系統等，以防鋼性控制風險。另外，一個有效的控制系統還應該有戰略意義，抓住影響整個組織績效的關鍵因子，把握組織發展的宏觀動向，避免出現戰略失誤。 ^[2] 

温度的軋製力前饋控制是熱凸度計算也都是實時跟蹤系統。在熱連軋的精軋區域，根據帶鋼粗軋結束後實測的温度變化，計算軋輥的温度場分佈，進而計算出軋輥的熱凸度。

可以實施直接測量，然後根據熱凸度和軋製力的變化，重新計算修正彎輥力，達到動態調節帶材板型的目的。 ^[2]