写在前面
上一篇以一个经典的水温调节系统为案例，学习怎样对一个实际的应用进行数学建模。本文重点介绍负反馈原理的概念、控制系统的组成与分类、控制系统的基本要求。
一、负反馈原理
将系统的输出信号引回输入端，与输入信号相比较，利用所得的偏差信号进行控制，达到减小偏差、消除偏差的目的。这就是负反馈原理，它是构成闭环控制系统的核心。
闭环（反馈）控制系统的特点：
- （1）系统内部存在反馈，信号流动构成闭环回路。
- （2）偏差起调节作用。
二、控制系统的组成
- 控制系统的组成分成两大块，一块是被控对象，被控对象是我们完成一个控制任务所必须借助的装置，没有它我们这个目标无从达到，比如说前文介绍的水温控制系统，你要输出热水，就必须借助热交换器。
- 除了被控对象之外，剩下的部分就是控制装置。如图所示，一共有六大控制元件，其中测量元件、比较元件和执行元件是每个控制系统必须要有的（对应人的眼睛、大脑、胳膊），其他元件装置可以根据实际情况取舍。
那么，从控制系统的结构上来说，被控对象和控制装置的各个部分是怎样的呢？如下图所示。
三、控制系统的分类
- 按给定信号的形式： 恒值系统 / 随动(伺服)系统 / 程控系统
恒值控制系统是指给定的输入信号是一个固定的常值，比如前文讲的这个水温控制系统，维持出口处的水温维持在55°，那么像这样的系统就是恒值系统。
随动系统是指系统的被控量按照给定量的变化而变化，这样的系统叫做随动系统，也叫伺服系统。
程控系统是指在工业生产中有些系统的给定量是根据程序产生的，它是随时间变化的，但变化的规律是程序事先设计好的，希望这个被控量按照程序设定的这个变化规律而变化，我们把这种系统叫做程控系统。
- 按是否满足叠加原理： 线性系统 / 非线性系统
在（【PID学习笔记 1 】入门概述 ）这篇中对线性系统做了介绍。 - 按参数是否随时间变化： 定常系统 / 时变系统
- 按信号传递的形式： 连续系统 / 离散系统
- 按输入输出变量的多少： 单变量系统 / 多变量系统
四、控制系统的基本要求
- 稳（基本要求）
要求系统要稳定。
- 准（稳态要求）
系统响应达到稳态时，输出跟踪精度要高。
- 快（动态要求）
系统阶跃响应的过渡过程要平稳，快速。
下节预告
从下节开始，将介绍控制系统的性能指标。
此刻打盹，你将做梦；而此刻学习，你将圆梦。
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