控制系統(tǒng)要盡可能使過程變量與設定值保持一致(或隨設定值一起變化)，當過程變量受干擾影響偏離設定值時，控制作用通過操作操縱變量使過程變量回到設定值。
對控制系統(tǒng)性能的研究一般包括兩類：穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能。
穩(wěn)態(tài)是指過程變量不隨時間變化的平衡狀態(tài)。如果控制系統(tǒng)是穩(wěn)定的，當系統(tǒng)受到干擾作用后，經過足夠長時間的控制，系統(tǒng)中各參數必然會到達一個“相對平衡”狀態(tài)，即所謂的穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)是物料、能量、傳熱、傳質、 化學反應速度等平衡關系的最終體現。
動態(tài)是指過程變量隨時間變化的不平衡狀態(tài)。通常將系統(tǒng)受到設定值變化或干擾作用后，控制過程變量變化的全過程稱為系統(tǒng)的動態(tài)過程。
工藝設計主要圍繞系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性開展工作，自動控制是在穩(wěn)態(tài)特性基礎上研究其動態(tài)特性。
工程上常從快、準、穩(wěn)三個方面來評價控制系統(tǒng)。
快：指動態(tài)過程的快速性，即動態(tài)過程持續(xù)時間的長短。動態(tài)過程時間越短，說明系統(tǒng)快速性越好，反之說明系統(tǒng)響應遲鈍。
準：指動態(tài)過程的最終精度。系統(tǒng)在動態(tài)過程結束后，過程變量與設定值的偏差稱為余差。這一偏差是衡量穩(wěn)態(tài)精度的指標，反映了系統(tǒng)后期穩(wěn)態(tài)的性能。
穩(wěn)：指動態(tài)過程的平穩(wěn)性。系統(tǒng)在外力作用下，過程變量逐漸與設定值一 致，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的，反之，過程變量逐漸偏離設定值，則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。
對控制系統(tǒng)的優(yōu)化實質上就是在這三者之間權衡，根據實際需求尋找最優(yōu)結合點。
對控制系統(tǒng)的優(yōu)化應該建立在量化評估的基礎上，即首先需要知道控制系統(tǒng)的優(yōu)劣，然后再結合實際需要進行分析診斷，確認具體問題的根源之后才能對控制系統(tǒng)實施優(yōu)化改進。因此，有了量化評估才可能對癥下藥、有的放矢。否則，任何優(yōu)化工作都會因為沒有具體目標而無法進行或者無法取得滿足實際需要的結果。進行控制系統(tǒng)的性能評估，應該包括系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性(系統(tǒng)過渡過程)兩方面的分析。系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性的分析主要是使用統(tǒng)計學的知識，計算各項參數的算術平均值、標準偏差、自相關系數等指標，綜合判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)動態(tài)特性分析主要針對系統(tǒng)面對擾動或需要過程變量變化時的各項指標，以判斷目前的控制方案及控制參數是否能滿足實際控制需求。在實際工作中，系統(tǒng)動態(tài)特性分析是控制系統(tǒng)優(yōu)化的主要標準。
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