第一章 控制系統(tǒng)導(dǎo)論

AutomaticControlTheory河南理工電氣學(xué)院自動(dòng)控制原理自動(dòng)控制理論的內(nèi)容1、經(jīng)典控制理論

研究的主要對(duì)象是單輸入、單輸出——單變量系統(tǒng)。如：調(diào)節(jié)電壓改變電機(jī)的速度。2、現(xiàn)代控制理論

研究的主要對(duì)象是多輸入、多輸出——多變量系統(tǒng)。

如:

汽車看成是一個(gè)具有兩個(gè)輸入（駕駛盤(pán)和加速踏板）和兩個(gè)輸出（方向和速度）的控制系統(tǒng)。

研究的對(duì)象具有規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能綜合、目標(biāo)多樣、因素眾多等特點(diǎn)。是一個(gè)多輸入、多輸出、多干擾、多變量的系統(tǒng)。如：人體，我們就可以看作為一個(gè)大系統(tǒng)，其中有體溫的控制、情感的控制、人體血液中各種成分的控制等等。

大系統(tǒng)控制理論目前仍處于發(fā)展階段。

3、大系統(tǒng)控制理論4、智能控制

這是近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的一種控制技術(shù)，是人工智能在控制上的應(yīng)用。它的指導(dǎo)思想是依據(jù)人的思維方式和處理問(wèn)題的技巧，解決那些目前需要人的智能才能解決的復(fù)雜的控制問(wèn)題。

學(xué)派：結(jié)構(gòu)派和功能派它是一門(mén)新興的控制學(xué)科，有些問(wèn)題尚存有爭(zhēng)議，然而由于它實(shí)用性強(qiáng)，能運(yùn)用人們的經(jīng)驗(yàn)與技巧解決許多以往控制中難以解決的棘手問(wèn)題（如建模等），因此得到了人們極大的重視。5、其他先進(jìn)控制理論魯棒控制、自適應(yīng)控制、預(yù)測(cè)控制、容錯(cuò)控制等。先進(jìn)控制理論小結(jié)：★經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論

項(xiàng)目經(jīng)典控制理論現(xiàn)代控制理論研究對(duì)象線性定常系統(tǒng)（單輸入、單輸出）線性、非線性、定常、時(shí)變系統(tǒng)（多輸入、多輸出）描述方法傳遞函數(shù)（輸入、輸出描述）向量空間（狀態(tài)空間描述）研究辦法根軌跡法和頻率法狀態(tài)空間法研究目標(biāo)系統(tǒng)分析及給定輸入、輸出情況下的系統(tǒng)綜合。揭示系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律，實(shí)現(xiàn)在一定意義下的最優(yōu)控制與設(shè)計(jì)。

《自動(dòng)控制原理》主要內(nèi)容

第一章控制系統(tǒng)導(dǎo)論第二章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型第三章線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法第四章線性系統(tǒng)的根軌跡法第五章線性系統(tǒng)的頻域分析法第六章線性系統(tǒng)的校正方法

第七章線性離散系統(tǒng)的分析[不講]第八章非線性控制系統(tǒng)分析[不講]

附加：MATLAB工具和拉普拉斯變換《自動(dòng)控制原理》參考教材1.《自動(dòng)控制原理》（第五版），胡壽松，科學(xué)出版社2.《自動(dòng)控制原理習(xí)題集》，胡壽松，科學(xué)出版社3.《自動(dòng)控制原理》（第一版），張蓮，中國(guó)鐵道出版社4.《自動(dòng)控制原理的MATLAB實(shí)現(xiàn)》，黃忠霖，國(guó)防工業(yè)出版社5.《控制工程與信號(hào)處理》，程桂芬，化學(xué)工業(yè)出版社6.《自動(dòng)控制原理與設(shè)計(jì)》（英文版，第五版）GENEF.FRANKLIN著，人民郵電出版社

第一章

控制系統(tǒng)導(dǎo)論1-1自動(dòng)控制的基本原理1-2自動(dòng)控制系統(tǒng)示例1-3自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類1-4對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求本章主要內(nèi)容1-1自動(dòng)控制的基本原理

一、基本概念

[自動(dòng)控制]由被控對(duì)象和自動(dòng)控制裝置按照一定的方式連接起來(lái)，組成一個(gè)有機(jī)的整體，稱為自動(dòng)控制系統(tǒng)。[自動(dòng)控制理論]研究自動(dòng)控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)。[自動(dòng)控制系統(tǒng)]二、反饋控制基本原理

反饋：取出輸出量送回到輸入端，并與輸入

信號(hào)相比較產(chǎn)生偏差信號(hào)的過(guò)程。在反饋控制系統(tǒng)中，控制裝置對(duì)被控對(duì)象施加控制作用，是取自被控量的反饋信息，用來(lái)不斷修正被控量與輸入量之間的偏差，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的任務(wù)，即反饋控制原理。反饋控制本質(zhì)是按偏差進(jìn)行控制的過(guò)程。[反饋控制原理]三、反饋控制系統(tǒng)的基本組成輸入信號(hào)——系統(tǒng)控制目標(biāo)的反映，是人的意志的具體體現(xiàn)。控制系統(tǒng)——主要完成對(duì)有關(guān)信號(hào)的變換、處理，發(fā)出控制量，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成控制功能。輸出信號(hào)——系統(tǒng)的控制結(jié)果，反映了被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)。前向通道主反饋通道比較元件偏差量主反饋量控制變量操作變量被控量給定元件反饋控制系統(tǒng)組成圖前向通道主反饋通道比較元件偏差量主反饋量控制變量操作變量被控量給定元件

主反饋：直接取自系統(tǒng)輸出端，經(jīng)過(guò)測(cè)量和變換，又引入到系統(tǒng)輸入端的信號(hào)叫主反饋信號(hào)，相應(yīng)的反饋叫主反饋?！锴跋蛲ǖ乐鞣答佂ǖ辣容^元件偏差量主反饋量控制變量操作變量被控量給定元件★

前向通道：從系統(tǒng)輸入端到輸出量之間的通道稱為前向通道。前向通道主反饋通道比較元件偏差量主反饋量控制變量操作變量被控量給定元件★

主反饋通道：從輸出量到主反饋信號(hào)之間的通道稱為主反饋通道。前向通道主反饋通道比較元件偏差量主反饋量控制變量操作變量被控量給定元件★

主回路：主反饋閉合了除系統(tǒng)輸入信號(hào)和干擾信號(hào)以外的其它所有信號(hào)，所形成的閉合回路稱為主回路。前向通道主反饋通道比較元件偏差量主反饋量控制變量操作變量被控量給定元件★

給定元件：給出與系統(tǒng)輸出量希望值相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)輸入量。前向通道主反饋通道比較元件偏差量主反饋量控制變量操作變量被控量給定元件★

測(cè)量元件：測(cè)量系統(tǒng)輸出量的實(shí)際值，并把輸出量的量綱轉(zhuǎn)化成與輸入量相同。前向通道主反饋通道比較元件偏差量主反饋量控制變量操作變量被控量給定元件★

比較元件：比較系統(tǒng)的輸入量和主反饋信號(hào)，并給出兩者之間的偏差。前向通道主反饋通道比較元件偏差量主反饋量控制變量操作變量被控量給定元件★

放大元件：對(duì)微弱的偏差信號(hào)進(jìn)行放大和變換，使之具有足夠的幅值和功率，以適應(yīng)執(zhí)行元件動(dòng)作的要求。前向通道主反饋通道比較元件偏差量主反饋量控制變量操作變量被控量給定元件★

執(zhí)行元件：根據(jù)放大后的偏差信號(hào)產(chǎn)生控制、動(dòng)作，操作系統(tǒng)的輸出量，使之按照輸入量的變化規(guī)律而變化。

前向通道主反饋通道比較元件偏差量主反饋量控制變量操作變量被控量給定元件★除此之外還有：?jiǎn)挝环答佅到y(tǒng)：主反饋信號(hào)等于輸出量的系統(tǒng)叫單位反饋系統(tǒng)。非單位反饋系統(tǒng)：主反饋信號(hào)不等于輸出量的系統(tǒng)叫非單位反饋系統(tǒng)。局部反饋：對(duì)應(yīng)內(nèi)回路。例1：A.溫度控制——人工控制爐溫手動(dòng)控制演示控制目標(biāo)：爐子的溫度恒定在期望的數(shù)值上。B.溫度控制——自動(dòng)控制爐溫自動(dòng)控制演示閉環(huán)控制系統(tǒng):

+__受信儀放大器減速器校正裝置檢測(cè)裝置電機(jī)+··例2：火炮自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)——“火炮打飛機(jī)”

已知鈾235原子核在一個(gè)中子的撞擊下，可發(fā)生核裂變反應(yīng)，放出大量的能量，同時(shí)釋放大約2.5個(gè)中子，放出的中子有可能再與鈾235原子核發(fā)生核反應(yīng)，這就是所謂核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。U235初始中子數(shù)中子數(shù)2.5n++中子數(shù)n能量有效中子率例3：正反饋例子

注意：

加到反饋控制系統(tǒng)上的外作用有兩種類型，一種是有用輸入，一種是擾動(dòng)。有用輸入決定系統(tǒng)被控量的變化規(guī)律；而擾動(dòng)是系統(tǒng)不希望有的外作用，它破壞有用輸入對(duì)系統(tǒng)的控制。在實(shí)際系統(tǒng)中，擾動(dòng)總是不可避免的。如電源電壓的波動(dòng)，環(huán)境溫度、壓力以及負(fù)載的變化等。1、開(kāi)環(huán)控制

指控制器與控制對(duì)象之間只有順向作用而沒(méi)有反向聯(lián)系的控制過(guò)程。特點(diǎn)是系統(tǒng)的輸出量不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的控制作用發(fā)生影響。

四、控制系統(tǒng)的基本控制方式

開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)可以按給定量控制方式組成，也可以按擾動(dòng)控制方式組成。2、反饋控制（閉環(huán)控制）

反饋(閉環(huán))控制：指控制器與控制對(duì)象之間既有順向作用又有反向聯(lián)系的控制過(guò)程。特點(diǎn)是被控量偏離期望值出現(xiàn)偏差時(shí)，必會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的控制作用去減小或消除這個(gè)偏差，使被控量與期望值趨于一致。3、復(fù)合控制

把按偏差控制與按擾動(dòng)控制結(jié)合起來(lái)，對(duì)于主要擾動(dòng)采用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)按擾動(dòng)控制，同時(shí)，再組成反饋控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)按偏差控制，以消除其余擾動(dòng)產(chǎn)生的偏差，即復(fù)合控制。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)：

1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)

2.調(diào)試方便

3.抗干擾能力差，控制精度不高。閉環(huán)控制系統(tǒng)：

1.系統(tǒng)具有糾正偏差的能力。

2.抗擾性好，控制精度高。

3.包含元件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高。

4.參數(shù)應(yīng)選擇適當(dāng)。開(kāi)環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)的比較1-2自動(dòng)控制系統(tǒng)示例

在分析自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，首先應(yīng)明確下面的一些問(wèn)題:

1.被控對(duì)象是什么？被控量是什么？作用在被控對(duì)象上的主要干擾信號(hào)有哪些？

2.通過(guò)操縱哪個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)改變被控量？即確定執(zhí)行元件。

3.有哪些測(cè)量元件，測(cè)量的是被控量還是干擾信號(hào)？測(cè)量元件的確定對(duì)分析系統(tǒng)起關(guān)鍵作用。

4.指令信號(hào)或給定值是由哪個(gè)裝置提供的？

5.如何實(shí)現(xiàn)各信號(hào)的綜合比較、計(jì)算和判斷偏差？

例1-1水箱水位控制系統(tǒng)

被控對(duì)象：被控量：控制裝置：檢測(cè)元件：水箱水位控制系統(tǒng)：水箱水箱水位杠桿浮球例1-2帶鋼連扎機(jī)架軋輥轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)連軋機(jī)在軋鋼過(guò)程中，通過(guò)各機(jī)架的帶鋼必須保持秒流量相等，否則將出現(xiàn)拉鋼或疊鋼，影響產(chǎn)品質(zhì)量或造成故障。這就要求各機(jī)架軋輥的轉(zhuǎn)速保持一定比例，而對(duì)某機(jī)架軋輥來(lái)說(shuō)，即要求其轉(zhuǎn)速恒定。說(shuō)明：①受控對(duì)象：②被控量：③檢測(cè)元件：④變換和放大部件：⑤執(zhí)行機(jī)構(gòu)：控制系統(tǒng)：軋輥的轉(zhuǎn)速n軋輥測(cè)速發(fā)電機(jī)整流裝置電動(dòng)機(jī)例1-3渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)

例1-3渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)

被控對(duì)象：渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)被控量：渦輪轉(zhuǎn)速nc例1-3渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)

執(zhí)行元件：即是改變供油量的機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)中與柱塞泵的斜盤(pán)以及和斜盤(pán)相聯(lián)接的油缸活塞。斜盤(pán)傾角不同，泵在同樣轉(zhuǎn)速下供油量就不同。例1-3渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)

轉(zhuǎn)速測(cè)量：靠離心塊（轉(zhuǎn)速傳感器）來(lái)完成，轉(zhuǎn)速不同，離心塊產(chǎn)生的離心力不同，作用在滑閥上（分油活門(mén)）的力的大小就代表了轉(zhuǎn)速的大小。例1-3渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)

轉(zhuǎn)速給定：由油門(mén)的位置給定，油門(mén)位置不同，作用在滑閥上的起始彈簧力也不同，起始彈簧力的大小就代表了給定轉(zhuǎn)速的大小。例1-3渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)

比較元件：就是滑閥，離心力和彈簧力在閥芯上進(jìn)行比較，若兩個(gè)作用力不相等，則推動(dòng)閥芯打開(kāi)油路，輸出高壓燃油到燃燒室。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)職能框圖例1-4電阻爐微型計(jì)算機(jī)溫度控制系統(tǒng)

例1-5爐溫控制系統(tǒng)

爐溫控制系統(tǒng)方框圖例1-6函數(shù)記錄儀系統(tǒng)

函數(shù)記錄儀方框圖例1-7水溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)

水溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)方框圖1-3自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類

1.給定信號(hào)的形式恒值系統(tǒng)/隨動(dòng)系統(tǒng)2.按系統(tǒng)是否滿足疊加原理線性系統(tǒng)/非線性系統(tǒng)3.按系統(tǒng)參數(shù)是否隨時(shí)間變化定常系統(tǒng)/時(shí)變系統(tǒng)4.按信號(hào)傳遞的形式連續(xù)系統(tǒng)/離散系統(tǒng)5.按輸入輸出變量的多少單變量系統(tǒng)/多變量系統(tǒng)一、控制系統(tǒng)的分類結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輸入量與輸出量之間僅有前向通路，信號(hào)的傳遞是單方向的，輸出對(duì)輸入沒(méi)有影響。結(jié)構(gòu)圖：

（1）開(kāi)環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)

1.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)

開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，容易設(shè)計(jì)和調(diào)整以及成本較低的，對(duì)那些負(fù)載恒定，擾動(dòng)小，控制精度要求不高的實(shí)際系統(tǒng)，是有效的控制方式。

缺點(diǎn)：自身沒(méi)有能力根據(jù)系統(tǒng)的輸出量來(lái)修正控制量的數(shù)值，控制精度取決于器件精度，系統(tǒng)抗干擾能力差。2.閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：

特點(diǎn)：不僅有從輸入至輸出之間前向通路，同時(shí)具有從輸出返回至輸入端的信號(hào)傳遞通道。信號(hào)的傳遞構(gòu)成閉合回路。

閉環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：控制精度高，系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：由于增加了檢測(cè)裝置和反饋環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本有所增加。[線性系統(tǒng)]：如果系統(tǒng)滿足疊加原理，則稱其為線性系統(tǒng)。疊加原理說(shuō)明，兩個(gè)不同的作用函數(shù)同時(shí)作用于系統(tǒng)的響應(yīng)，等于兩個(gè)作用函數(shù)單獨(dú)作用的響應(yīng)之和。線性系統(tǒng)對(duì)幾個(gè)輸入量同時(shí)作用的響應(yīng)可以一個(gè)一個(gè)地處理，然后對(duì)每一個(gè)輸入量響應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行疊加。（2）線性連續(xù)控制系統(tǒng)[線性定常系統(tǒng)和線性時(shí)變系統(tǒng)]：可以用線性定常（常系數(shù)）微分方程描述的系統(tǒng)稱為線性定常系統(tǒng)。如果描述系統(tǒng)的微分方程的系數(shù)是時(shí)間的函數(shù)，則這類系統(tǒng)為線性時(shí)變系統(tǒng)。

宇宙飛船控制系統(tǒng)就是時(shí)變控制的一個(gè)例子（宇宙飛船的質(zhì)量隨著燃料的消耗而變化）。這類系統(tǒng)可以用線性微分方程式描述,其一般形式式中,c(t)是輸出量,r(t)是輸入量。系數(shù)a0,a1,…,an；b0,b1,…,bm是常數(shù)時(shí),稱為定常系統(tǒng)；系數(shù)a0,a1,…,an；b0,b1,…,bm隨時(shí)間變化時(shí),稱為時(shí)變系統(tǒng)。線性定常連續(xù)系統(tǒng)按其輸入量的變化規(guī)律不同又可分為恒值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。2.隨動(dòng)系統(tǒng)

指參考輸入量隨時(shí)間任意變化的系統(tǒng)。其任務(wù)是要求輸出量以一定的精度和速度跟蹤參考輸入量，跟蹤的速度和精度是隨動(dòng)系統(tǒng)的兩項(xiàng)主要性能指標(biāo)。1.恒值控制系統(tǒng)

指參考輸入量保持常值的系統(tǒng)。其任務(wù)是消除或減少擾動(dòng)信號(hào)對(duì)系統(tǒng)輸出的影響，使被控量（即系統(tǒng)的輸出量）保持在給定或希望的數(shù)值上。如電壓控制系統(tǒng)。對(duì)系統(tǒng)的要求是穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)誤差。根據(jù)給定參考輸入信號(hào)分類恒值控制系統(tǒng)隨動(dòng)控制系統(tǒng)給定值不變，克服干擾給定值為未知的時(shí)間函數(shù)隨動(dòng)系統(tǒng)控制演示3.程序控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的被控制量如果是根據(jù)預(yù)先編好的程序進(jìn)行控制的系統(tǒng)稱程序控制系統(tǒng)。例如，煉鋼爐中的微機(jī)控制系統(tǒng)，洲際彈道導(dǎo)彈的程序控制系統(tǒng)等。

離散系統(tǒng)指系統(tǒng)的某處或多處的信號(hào)為脈沖序列或數(shù)碼形式，因而信號(hào)在時(shí)間上是離散的.連續(xù)信號(hào)經(jīng)采樣轉(zhuǎn)換成離散信號(hào)。一般,在離散系統(tǒng)中既有連續(xù)的模擬信號(hào),也有離散的數(shù)字信號(hào)。因此，離散系統(tǒng)要用差分方程來(lái)描述。線性差分方程的一般形式為（3）線性定常離散系統(tǒng)

式中,m≤n,n為差分方程的次數(shù),a0,a1,…,an；b0,b1,…,bm為常系數(shù),r(k),c(k)分別為輸入和輸出采樣序列。連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)離散時(shí)間系統(tǒng)（4）非線性控制系統(tǒng)

系統(tǒng)中只要有一個(gè)元部件的輸入-輸出特性是非線性的,這類系統(tǒng)就稱為非線性系統(tǒng)。這時(shí),要用非線性微分(或差分)方程來(lái)描述其特性。

非線性方程的特點(diǎn)是系數(shù)與變量有關(guān),或者方程中含有變量及其導(dǎo)數(shù)的高次冪或乘積項(xiàng),例如

嚴(yán)格地說(shuō),實(shí)際的控制系統(tǒng)都是非線性系統(tǒng)。

古典控制理論中（我們所正在學(xué)習(xí)的），采用的是單輸入單輸出描述方法。主要是針對(duì)線性定常系統(tǒng)，對(duì)于非線性系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)，解決問(wèn)題的能力是極其有限的。

下面是非線性系統(tǒng)的一些例子：分類小結(jié)1-4自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求

一、基本要求的提法

1.穩(wěn)定性(stability)

盡管自控系統(tǒng)有不同的類型,對(duì)每個(gè)系統(tǒng)也都有不同的特殊要求,但在已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)時(shí),對(duì)全過(guò)程提出的共同基本要求都是一樣的，即穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性。

系統(tǒng)在受到擾動(dòng)作用后,自動(dòng)返回原來(lái)的平衡狀態(tài)的能力。如果系統(tǒng)受到擾動(dòng)作用（系統(tǒng)內(nèi)或系統(tǒng)外）后，能自動(dòng)返回到原來(lái)的平衡狀態(tài)，則該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。穩(wěn)定系統(tǒng)的數(shù)學(xué)特征是其輸出量具有非發(fā)散性；反之，系統(tǒng)是不穩(wěn)定系統(tǒng)。穩(wěn)定性是保證系統(tǒng)能正常工作的必要條件，衡量指標(biāo)有穩(wěn)定裕度等。圖1.13穩(wěn)定性示意圖

穩(wěn)定性示意圖2.快速性(rapidness)

要求自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程盡量短暫，輸出盡快平穩(wěn)地跟蹤上輸入的變化。通常在時(shí)域中給出瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)來(lái)衡量快速性。常用單位階躍信號(hào)作用下，系統(tǒng)輸出的超調(diào)量，上升時(shí)間，峰值時(shí)間，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間（或調(diào)整時(shí)間）和振蕩次數(shù)N等指標(biāo)表示。

當(dāng)過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，要求輸出量最終應(yīng)準(zhǔn)確地達(dá)到希望值，否則將產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差。準(zhǔn)確性指標(biāo)有穩(wěn)態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)，指穩(wěn)定系統(tǒng)在完成過(guò)渡過(guò)程后的穩(wěn)態(tài)輸出偏離希望值的程度。3.準(zhǔn)確性(accuracy)

例：分析各條曲線的特性1.穩(wěn)定性：就是指系統(tǒng)重新恢復(fù)平穩(wěn)狀態(tài)的能力，即過(guò)渡過(guò)程的收斂情況。1、2、5最終趨于平衡狀態(tài)，這類系統(tǒng)是穩(wěn)定的。3振蕩發(fā)散，4單調(diào)發(fā)散。這類系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程隨時(shí)間的推移而發(fā)散，無(wú)法正常工作，不穩(wěn)定（還有一種等幅振蕩）。穩(wěn)定性是對(duì)控制系統(tǒng)的最基本要求。2.快速性：指過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行的時(shí)間長(zhǎng)短。

曲線1要反復(fù)振蕩才能達(dá)到穩(wěn)態(tài)值，過(guò)渡過(guò)程持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)。曲線2要經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的緩慢爬升才能到穩(wěn)定值，系統(tǒng)響應(yīng)遲鈍，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間也很長(zhǎng)，快速性都不好，而曲線5快速趨于穩(wěn)定，即穩(wěn)且快，與理想的調(diào)節(jié)過(guò)程偏差最小。3.準(zhǔn)確性：指過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后穩(wěn)態(tài)誤差越小越好。穩(wěn)態(tài)誤差：指過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，也就是進(jìn)入穩(wěn)態(tài)過(guò)程后，希望的輸出量與實(shí)際輸出量之間的誤差，是衡量系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的重要指標(biāo)。

響應(yīng)動(dòng)作要快動(dòng)態(tài)過(guò)程平穩(wěn)跟蹤值要準(zhǔn)確穩(wěn)、準(zhǔn)、快二、典型外作用

在工程實(shí)踐中，自動(dòng)控制系統(tǒng)承受的外作用形式多種多樣，對(duì)不同形式的外作用，系統(tǒng)被控量的變化情況（即響應(yīng)）各不相同，為了便于用統(tǒng)一的方法研究和比較控制系統(tǒng)的性能，通常選用幾種確定性函數(shù)作為典型外作用。比如