什么是控制对象?

[拼音]：kongzhi duixiang

[外文]：controlled plant

又称被控对象。在自动控制系统中，一般指被控制的设备或过程为对象，如反应器、精馏设备的控制，或传热过程、燃烧过程的控制等。从定量分析和设计角度，控制对象只是被控设备或过程中影响对象输入、输出参数的部分因素，并不是设备的全部。例如：在精馏过程控制中，定回流控制系统的控制对象，只涉及到设备的回流管道；塔釜液位控制系统的对象，只与塔釜有关。在简单控制系统中，工程上也有称被控参数为对象的，如流量控制、压力控制和温度控制等。

控制系统中，作为广义的控制对象，除控制器（调节器）以外的执行器（调节阀）及测量变送装置都包括在内。作为狭义的控制对象，其端部参数(输入、输出)有被控参数、控制参数和扰动参数，它们通过控制对象的内部状态而相互联系。

（1）控制对象的表征 在定量地设计和分析控制系统时，控制对象必须用有关参数随时间的变化规律（又称对象的动态特性）来表述，一般采用微分方程或状态方程的形式。这种用数学方程式定量地表示对象动态特性的形式称控制对象的数学模型。控制机理不同，对象的数学模型也不同。

（2）被控参数的选择 在被控制的设备或过程中， 控制系统设计时选取的被控参数和控制参数不同。例如：由温度控制的反应器（见图），

通常选择夹套中冷却液流量数为控制参数，而被控参数的选择可有多种方案。最常见的控制方案是选取反应器内的反应温度作为被控参数，此时的控制对象应包括夹套在内，冷却液与反应物之间传递热量的速率、反应流体的质量及其热性能等，都影响对象的特征。这些因素也就影响到控制系统的品质，设计时必须考虑。有些场合也可利用反应器内的压力作为被控参数，以间接达到快速、灵敏地控制反应温度的目的。这种情况的对象特性除考虑反应器本身外，还要涉及溶液蒸气压与温度的关系、反应器中气相压力与反应温度的关系等。

（3）控制参数的选择 在设计控制系统时， 控制参数也可能有多种选择，例如在蒸汽加热器的温度控制中，蒸汽量和凝液量都可作为控制参数。选择时必须考虑工艺合理、经济、响应快速等因素。当控制参数变动后，控制对象特性同样也要变化。

深入研究和掌握控制对象的特性和数学描述方法是设计高质量控制系统的前提和技术关键，是值得十分关注的研究课题。