控制系统的静态与动态
在自动化领域中，通常要求被控变量稳定在某一数值。然而扰动却是客观存在的，在扰动作用下，被控变量会偏离设定值。而控制系统的作用就是调整操纵变量，使被控变量重新稳定在设定值附近。通常把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态，系统的静态过程是暂时的、相对的，有条件的。而把被控变量随时间变化的不平衡状态称为系统的动态，动态是绝对的、经常的，它是控制系统不断克服干扰作用的影响、使被控量不断跟踪设定值的过程。
当一个自动控制系统的输人(给定和干扰)和输出均恒定不变时，整个系统就处于一种相对稳定的平衡状态，系统的各个组成环节如变送器、控制器、控制阀都不改变其原先的状态，它们的输出信号也都处于相对静止状态，这种状态就是上述的静态。值得注意的是这里所指的静态与习惯上所讲的静止是不同的。习惯上所说的静止都是指静止不动(当然指的仍然是相对静止)。而在自动化领域中的静态是指系统中各信号的变化率为零，即信号保持在某一常数不变化，而不是指物料不流动或能量不交换。因为自动控制系统在静态时，生产还在进行，物料和能量仍然有进有出，只是平稳进行没有改变就是了。
自动控制系统的目的就是希望将被控变量保持在一个不变的给定值上，这只有当进人被控对象的物料量(或能量)和流出对象的物料量(或能量)相等时才有可能。例如图6-2-2所示的液位控制系统，只有当流人储槽的流量和流出储槽的流量相等时，液位才能恒定，系统才处于静态。图6-4-2所示的温度控制系统，只有当进人换热器的热量和由换热器出去的热量相等时，温度才能恒定，此时系统就达到了平衡状态，亦即处于静态。
假若一个系统原先处于相对平衡状态即静态，由于干扰的作用而破坏了这种平衡时，被控变量就会发生变化，从而使控制器、控制阀等自动化装置改变原来平衡时所处的状态，产生一定的控制作用来克服干扰的影响，并力图使系统恢复平衡。从干扰发生开始，经过控制，直到系统重新建立平衡，在这一段时间中，整个系统的各个环节和信号都处于变动状态之中，所以这状态叫做动态。
在自动化工作中，了解系统的静态是必要的，但是了解系统的动态更为重要。这是因为在生产过程中，干扰是客观存在的，是不可避免的，例如生产过程中前后工序的相互影响;负荷的改变;电压、气压的波动;气候的影响等等。这些于扰是破坏系统平衡状态引起被控变量发生变化的外界因素。在一个自动控制系统投人运行时，时时刻刻都有干扰作用于控制系统，从而破坏了正常的工艺生产状态。因此，就需要通过自动化装置不断地施加控制作用去对抗或抵消干扰作用的影响，从而使被控变量保持在工艺生产所要求控制的技术指标上。所以，一个自动控制系统在正常工作时.总是处于一波未平，一波又起，波动不止，往复不息的动态过程中。显然，研究自动控制系统的重点是要研究系统的动态。
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