1.4.2 快速性和平穩性

從控制過程的實質來說，其本身為一類信息處理和能量轉換的過程，如何平穩且使用最短時間和最小消耗達到預期控制規律，是控制系統的基本要求。因此，其動態過程的形式和快慢是控制系統中另一重要的基本要求，通常稱為動態性能。

當一穩定系統受到外界干擾，或是預期控制規律發生改變時，被控量也會隨之而變化并偏離期望值。在實際控制系統中，常會出現儲能元件（如電容、電感等）或是慣性元件（如彈簧、陀螺儀、加速度器等），兩者由于都無法發生突變，因此當改變輸入信號時，輸出不可能立刻達到期望值，需要再次經歷反復調整，重新進入一個新的平衡的狀態，使被控量跟蹤預期輸出變化，進而達到期望值。在該調整過程中，該過程稱為動態過程（過渡過程），這個新的平衡狀態稱之為穩態。

如圖1-14所示，其為在階躍信號輸入作用下的兩種典型響應曲線的情形，從中可以更清晰地了解快速性和平穩性這一基本要求的概念。

圖1-14 快速性和平穩性

在滿足快速性和平穩性的同時，需要注意的是，快速性要求系統反應快，系統動態過程時間花費短，而平穩性則需要在動態過程中有更小的振蕩幅度以及更少的振蕩次數，因此這本身是一對矛盾的特性。如何選擇或設計適當的控制算法是解決兩者平衡的關鍵。