控制系统中的被控制对象

    一、被控的物体（事物、运动）和被控对象的关系

    被控对象简称为对象。实际上指的是物体所表现出的，人们正在关心的某种动态特性（参数），而并非物体本身。一个物体肯定同时具有各种特性，但是在特定的情况下，我们只关心其中的一个或几个，并且设法要控制它（们）。此时，该特性就是被控参数。该特性的运动过程就是被控对象。例如一辆汽车，它实际上同时具有很多的特性参数。车速、耗油量、车重、价格等都是它的特征参数。但是当比赛时，我们主要关心的是车速；当购买时，我们主要关心的是价格；而当长期使用时，我们主要关心的是耗油量。因此，不同条件下被控参数不同，被控对象也完全不同，但是却存在于同一个物体中。一个简单的控制系统，只控制一个被控参数，我们称为单输出对象。反之，一个控制系统，要求同时控制多个被控参数，我们称为多输出对象。

    二、控制参数和被控对象的关系

    在对某一个对象进行控制的过程中，要求控制某个参数，必然要有控制手段。这种能够控制、影响、调节被控参数的手段、方法，具体实施中就是人为地改变输入到对象中的另一个参数，它就是控制参数。一个简单的控制系统，仅使用一个控制参数，称为单输入对象。反之，一个控制系统，要求同时使用多个控制参数，称为多输入对象。如果能够用一个（组）数学方程式来描述控制参数与被控参数之间的关系，就称这种数学关系为对象的数学模型。

    三、对象的可观测性和可控性

    人们所关心的某种动态特性（参数），如果能够直接或间接地被测量和被表达出来，则称它是可观测的。显然只有具备可观测性的参数，才能用作被控参数，才有可能对它实施控制。可观测性是将信息以适当的形式正确地表达出来，并且使之能够快速传递的具体表现，也是我们能否利用信息的关键。

    如果能够至少找到一个参数，能够有效控制、影响、调节被控参数，则称该过程（对象）是可控的。显然只有具备可控性的对象，才有可能构成控制系统，否则，会因为无能为力而导致失控。

    四、对象的线性和时变特性

    如果对象的数学模型可用线性方程（方程是由变量或其各阶导数的线性组合而成）来描述，换另一种说法就是对象的特性可以使用叠加原理，则称之为线性对象。实际的对象往往比较复杂，很少能严格地符合线性的条件。但是，如果我们采用一些工程近似的措施，或是限定变量工作在一定范围之内，仍然可以认为是线性对象。

    如果对象的特性可能因时间而改变，也就是描述对象特性的数学方程的系数可能因时间而改变，我们称之为时变特性。