Система автоматического управления, как отмечено выше, может быть представлена двумя основными частями: объектом управления (ОУ) и управляющим устройством (УУ).

Состояние ОУ определяется рядом величин, являющихся характеристиками как воздействия на ОУ внешней среды и управляющих устройств, так и характеристиками процессов, протекающих в самом объекте.

Одни из этих величин в процессе работы непрерывно измеряются и потому их называют контролируемыми. Неизмеряемые величины называются неконтролируемыми, хотя они и оказывают влияние на поведение ОУ.

Величины, выражающие внешние влияния на ОУ, называются воздействиями. Воздействия, вырабатываемые устройством управления, называют управляющими величинами или управляющими воздействиями. Воздействия, не зависящие от УУ, называются возмущениями. Контролируемые величины, по которым ведется управление, носят название управляемых или регулируемых величин.

О качестве САР судят, анализируя именно регулируемые величины.

В общем случае ОУ может быть представлен схемой в виде прямоугольника (рис. 1.2) со входами Z, F, X и выходом Y, где

- вектор контролируемых внешних воздействий;

– вектор неконтролируемых внешних воздействий;

- вектор управляющих воздействий;

 – вектор управляемых (выходных) величин.

Если известно математическое описание ОУ, то известна и система уравнений, связывающая управляемые величины со всеми внешними воздействиями на ОУ. При известных начальных условиях эта система уравнений дает возможность по внешним воздействиям Z, F, X найти выходные управляемые величины Y.

Рис. 1.2. Обобщённая схема объекта управления

Каждый ОУ может рассматриваться в условиях статики и динамики.

В первом случае и внешние неуправляемые воздействия Z и F, и управляющие воздействия Х рассматриваются постоянными, т.е. не зависящими от времени. Характеристиками ОУ являются зависимости управляемых величин от внешних воздействий

 (1.1)

При изучении динамики зависимость Y(t) исследуется при заданных изменениях внешних возмущений Z(t), F(t) и X(t). В этом случае уравнение (1.1) принимает вид системы дифференциальных уравнений. Если эта система может быть сведена к системе линейных дифференциальных уравнений, то ОУ называется линейным, в противном случае – нелинейным.

ОУ может быть устойчивым (шарик в лунке), неустойчивым (шарик на вершине холма) и нейтральным (шарик на плоскости). Объект управления устойчив, если после окончания внешнего воздействия он с течением времени возвратится к исходному состоянию или близкому к нему.

Статические характеристики имеют смысл только для устойчивых ОУ. Если в устойчивом объекте управления воздействие, например , в течение некоторого времени τ изменится на , то после окончания этого воздействия управляемая величина   по истечении некоторого времени приходит в исходное состояние или близкое к нему.