自動控制系統的分類(1)剖析3、隨動控制系統（或稱伺服系統）這類系統的特點是輸入信號是一個未知函數，要求輸出量跟隨給定量變化。如雷達天線跟蹤系統，當被跟蹤目標位置未知時屬于這類系統。隨動系統是指參考輸入量隨時間任意變化的系統。其任務是要求輸出量以一定的精度和速度跟蹤參考輸入量，跟蹤的速度和精度是隨動系統的兩項主要性能指標。工業自動化儀表中的顯示記錄儀，跟蹤衛星的雷達天線控制系統(如圖所示)等均屬于隨動控制系統。二、按系統是否滿足疊加原理(1)線性系統

當系統的運動規律用線性微分方程或者線性差分方程描述時，則這類系統稱為線性系統。線性系統有兩個重要特性：疊加性和齊次性。（a）疊加性當系統同時存在幾個輸入量時，其輸出量等于各輸入量單獨作用時所引起的輸出量的和。如果用箭頭表示輸入量x和輸出量y的對應關系，上述性質可表示如下：例如：設有線性系統的微分方程式為:

若

時，方程式的解為

；而

時，方程式的解為

：即有：則當

時容易驗證，原方程式的解為

，這就是疊加性。

疊加性表明，兩個不同的外作用同時作用于系統所產生的總響應，等于兩個外作用單獨作用時分別產生的響應之和。(b)齊次性當輸入量增大或縮小k(k為實數)倍時，系統輸出量也按同一倍數增大或縮小。即當

時，式中a為常數，則方程式的解為

，這就是齊次性。齊次性表明，當外作用的數值增大若干倍時，其響應也相應增大同樣的倍數。(2)非線性系統

在構成系統的環節中有一個或一個以上的非線性環節時，則稱此系統為非線性系統。典型的非線性特性有飽和特性、死區特性、間隙特性、繼電特性、磁滯特性等。如圖:（1）定常系統如果系統中參數不隨時間變化，則這類系統稱為定常系統。在實踐中遇到的系統，大多數屬于這一類。（2）時變系統如果系統中的參數是時間t的函數，則這類系統稱為時變系統。三、按系統參數是否隨時間變化如果一個線性系統微分方程的系數為常數，那么系統稱為線性定常系統。例如：如果一個線性系統微分方程的系數為時間的函數，那么系統稱為線性時變系統。例如:2.連續系統和離散系統

連續系統是指系統內各處的信號都是以連續的模擬量傳遞的系統。即系統中各元件的輸入量和輸出量均為時間的連續函數。連續系統的運動規律可以用微分方程來描述。系統內某處或數處信號是以脈沖序列或數碼形式傳遞的系統則稱為離散系統，如圖1-10所示，其運動方程只能用差分方程描述。四、按信號傳遞的形式（1）階躍信號

階躍信號的表達式為：(1-1)當A=1時，則稱為單位階躍信號，常用1(t)表示，如圖1-11所示。

五、典型外界干擾作用（2）斜坡信號

斜坡信號在t

=0時為零，并隨時間線性增加，所以也叫等速度信號。它等于階躍信號對時間的積分，而它對時間的導數就是階躍信號。斜坡信號的表達式為：

（3）拋物線信號拋物線信號也叫等加速度信號，它可以通過對斜坡信號的積分而得。拋物線信號的表達式為：（3.3）當A=1時，則稱為單位拋物線信號，如圖3-3所示（4）脈沖信號單位脈沖信號的表達式為：

(1-3)

其圖形如圖1-13所示。是一寬度為e，高度為1／e的矩形脈沖，當e趨于零時就得理想的單位脈沖信號(亦稱d(t)

函數)。

(3.5)（5）正弦信號正弦信號的表達式為:（1-4）

其中A為幅值，w=2p/T為角頻率。

圖1-14正弦信號

工程上對控制系統的基本要求1.穩：（基本要求）要求系統要穩定2.準：（穩態要求）系統響應達到穩態時，輸出跟蹤精度要高3.快：（動態要求）系統階躍響應的過渡過程要平穩，快速穩定性一個控制系統能正常工作的首要條件是系統必須是穩定的，由于控制系統是具有反饋作用的閉環系統，因此，系統有可能趨向振蕩或不穩定，不穩定的系統是無法工作的。

穩定的控制系統在階躍信號或擾動信號的作用下，其響應的暫態過程應該是收斂的。如果系統設計不當，則在階躍信號下或擾動信號的作用下，相應的幅值振蕩可能成為等幅振蕩，甚至成為振幅逐漸增大的發散振蕩，發生這種情況的系統稱為不穩定系統。

系統穩定性包括兩個方面的含義。（1）系統穩定，稱為絕對穩定，即通常所說的穩定性。（2）輸出響應振蕩的強烈程度，稱為相對穩定性。

例如系統是絕對穩定的，但是在階躍信號作用下，響應振蕩很強烈，而且振蕩的衰減很慢，則該系統雖然屬于穩定系統，但相對穩定性差。準確性對于控制系統的準確性要求是控制系統設計中需要考慮的指標之一，要求系統準確性（穩態精度）高，一般采用穩態誤差來表示。系統在輸入信號的作用下，其響應經過暫態過程進入穩態后，系統的輸出量與希望值之間