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质量中“控制理论”


(一)控制系统的基本要素:
一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构,加到被控系统上;控制系统的被控量,经过传感器,变送器,通过输入接口送到控制器。
1. 输入\输出;
2. 传感器;例如检验、检查、数据分析部门。
3. 控制器;例如流程制度。
4. 执行机构;例如各业务部门。
(二)控制系统的评价指标:
1. 稳定性(动态过程平稳):系统受到外作用后,其动态过程的震荡倾向和系统恢复平衡的能力。
2. 快速性(响应动作要快):通过动态过程时间长短来表征的。
3. 准确性(跟踪值要准确):有输入给定值与输入响应终值之间的差值来表征的。
(三)三种控制模型:
1. 反馈控制:反馈控制是指在某一行动和任务完成之后,将实际结果进行比较,从而对下一步行动的进行产生影响,起到控制的作用。
例如:检验、审核等
2. 同期控制:控制点处于事物发展进程的过程中,是对正在进行的活动给予指导与监督,以保证活动按规定的政策、程序和方法进行,这类控制是针对行动过程,一旦发生偏差,马上予以纠正。
例如:自检、评审、验证、确认等
3. 前馈控制:指通过观察情况、收集整理信息、掌握规律、预测趋势,正确预计未来可能出现的问题,提前采取措施,将可能发生的偏差消除在萌芽状态中,为避免在未来不同发展阶段可能出现的问题而事先采取的措施。
例如:物料检验、统计分析
(四)质量控制的PID:
1. 比例(P)控制:其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。
例如:不合格(不符合项)整改
2. 积分(I)控制:在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统(System with Steady-state Error)。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到接近于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后几乎无稳态误差。
例如:管理评审
3. 微分(D)控制:在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作用, 其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。这就是说,在控制器中仅引入 “比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
例如:设计过程\制度流程制定过程的评审、验证、确认

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  • 发布时间: 2024-01-08 15:11
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