1.4.2 快速性和平稳性

从控制过程的实质来说，其本身为一类信息处理和能量转换的过程，如何平稳且使用最短时间和最小消耗达到预期控制规律，是控制系统的基本要求。因此，其动态过程的形式和快慢是控制系统中另一重要的基本要求，通常称为动态性能。

当一稳定系统受到外界干扰，或是预期控制规律发生改变时，被控量也会随之而变化并偏离期望值。在实际控制系统中，常会出现储能元件（如电容、电感等）或是惯性元件（如弹簧、陀螺仪、加速度器等），两者由于都无法发生突变，因此当改变输入信号时，输出不可能立刻达到期望值，需要再次经历反复调整，重新进入一个新的平衡的状态，使被控量跟踪预期输出变化，进而达到期望值。在该调整过程中，该过程称为动态过程（过渡过程），这个新的平衡状态称之为稳态。

如图1-14所示，其为在阶跃信号输入作用下的两种典型响应曲线的情形，从中可以更清晰地了解快速性和平稳性这一基本要求的概念。

图1-14 快速性和平稳性

在满足快速性和平稳性的同时，需要注意的是，快速性要求系统反应快，系统动态过程时间花费短，而平稳性则需要在动态过程中有更小的振荡幅度以及更少的振荡次数，因此这本身是一对矛盾的特性。如何选择或设计适当的控制算法是解决两者平衡的关键。