控制系統(tǒng)要盡可能使過程變量與設(shè)定值保持一致(或隨設(shè)定值一起變化)，當(dāng)過程變量受干擾影響偏離設(shè)定值時(shí)，控制作用通過操作操縱變量使過程變量回到設(shè)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(shí)間變化的平衡狀態(tài)。如果控制系統(tǒng)是穩(wěn)定的，當(dāng)系統(tǒng)受到干擾作用后，經(jīng)過足夠長時(shí)間的控制，系統(tǒng)中各參數(shù)必然會到達(dá)一個(gè)“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(zhì)、 化學(xué)反應(yīng)速度等平衡關(guān)系的最終體現(xiàn)。
動態(tài)是指過程變量隨時(shí)間變化的不平衡狀態(tài)。通常將系統(tǒng)受到設(shè)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(shè)計(jì)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(chǔ)上研究其動態(tài)特性。
工程上常從快、準(zhǔn)、穩(wěn)三個(gè)方面來評價(jià)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(shí)間的長短。動態(tài)過程時(shí)間越短，說明系統(tǒng)快速性越好，反之說明系統(tǒng)響應(yīng)遲鈍。
準(zhǔn)：指動態(tài)過程的最終精度。系統(tǒng)在動態(tài)過程結(jié)束后，過程變量與設(shè)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(biāo)，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(shè)定值一 致，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的，反之，過程變量逐漸偏離設(shè)定值，則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。
對控制系統(tǒng)的優(yōu)化實(shí)質(zhì)上就是在這三者之間權(quán)衡，根據(jù)實(shí)際需求尋找最優(yōu)結(jié)合點(diǎn)。
對控制系統(tǒng)的優(yōu)化應(yīng)該建立在量化評估的基礎(chǔ)上，即首先需要知道控制系統(tǒng)的優(yōu)劣，然后再結(jié)合實(shí)際需要進(jìn)行分析診斷，確認(rèn)具體問題的根源之后才能對控制系統(tǒng)實(shí)施優(yōu)化改進(jìn)。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?yàn)闆]有具體目標(biāo)而無法進(jìn)行或者無法取得滿足實(shí)際需要的結(jié)果。進(jìn)行控制系統(tǒng)的性能評估，應(yīng)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(jì)學(xué)的知識，計(jì)算各項(xiàng)參數(shù)的算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、自相關(guān)系數(shù)等指標(biāo)，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(shí)的各項(xiàng)指標(biāo)，以判斷目前的控制方案及控制參數(shù)是否能滿足實(shí)際控制需求。在實(shí)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(biāo)準(zhǔn)。
相關(guān)閱讀
◆控制系統(tǒng)控制質(zhì)量差的檢查及處理
◆衡量PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)質(zhì)量好壞要看哪些指標(biāo)
◆淺析影響自動控制系統(tǒng)控制品質(zhì)的七個(gè)因素
