自动控制原理-第一章 控制系统导论(1)
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自动控制原理简明教材胡寿松
自动控制原理简明教材胡寿松图书目录前言第一章控制系统导论1-1 自动控制的基本原理1-2 自动控制系统示例1-3 自动控制系统的分类1-4 自动控制系统的基本要求习题第二章控制系统的数学模型2-1 傅里叶变换与拉普拉斯变换2-2 控制系统的时域数学模型2-3 控制系统的复数域数学模型2-4 控制系统的结构图与信号流图2-5 数学模型的实验测定法习题第三章线性系统的时域分析法3-1 系统的时域性能指标3-2 一阶系统的时域分析3-3 二阶系统的时域分析3-4 高阶系统的时域分析3-5 线性系统的稳定性分析3-6 线性系统的稳态误差计算习题第四章线性系统的根轨迹法4-1 根轨迹法的基本概念4-2 常规根轨迹的绘制法则4-3 广义根轨迹4-4 系统性能的分析习题第五章线性系统的频域分析法5-1 频率特性5-2 典型环节与开环系统频率特性5-3 频域稳定判据5-4 频域稳定裕度5-5 闭环系统的频域性能指标习题第六章线性系统的校正方法6-1 系统的设计与校正问题6-2 常用校正装置及其特性6-3 串联校正6-4 反馈校正习题第七章线性离散系统的分析7-1 离散系统的基本概念7-2 信号的采样与保持7-3 ｚ变换理论7-4 离散系统的数学模型7-5 离散系统的稳定性与稳态误差7-6 离散系统的动态性能分析习题第八章非线性控制系统分析8-1 非线性控制系统概述8-2 常见非线性特性及其对系统运动的影响8-3 描述函数法习题。
第一章自动控制原理(1)(共59张PPT)
分类：正反馈和负反馈 一定的给定值对应一定的输出量。
下面是非线性系统的一些例子： 如步进电机，继电器开关。 人类对控制系统的基本原理（反馈）早有认识，并利用它创造许多装置。 C 麦克斯韦首先解释了瓦特速度控制系统中出现的不稳定问题。
负反馈控制原理 ：利用反馈产生偏差，并利用 低精度元件可组成高精度系统；
❖ 1786年，James Watt 为控制蒸汽机速度设计的离心 调节器，是自动控制领域的第一项重大成果。
5
瓦特
6
瓦特的蒸汽机
7
离心调速器工作原理
8
工作原理：进入蒸汽缸中的蒸汽量，可根据蒸汽机
的希望转速与实际转速的差值自动地进行调整。它的 工作原理是：根据希望的转速，设置输入量(控制量) 。如果实际转速降低到希望的转速值以下，则调速器 的离心力下降，从而使控制阀上升，进入蒸汽机的蒸 汽量增加，于是蒸汽机转速随之增加，直至上升到希 望的转速值时为止。反之，若蒸汽机的转速增加到超 过希望的转速值，调速器的离心力便会增加，造成控 制阀向下移动。这样就减少了进入蒸汽机的蒸汽量， 蒸汽机的转速也就随之下降，直到下降至希望的转速 时为止。
对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无 法自动补偿。。
28
主要特点：
输出不影响输入，对输出不需要测量，容易实现；
对构成系统的元部件精度要求高，只有元部件精度 高，系统的精度才能高；
系统的稳定性不是主要问题
结构简单，成本低廉，多用于系统结构参数稳 定和扰动信号较弱的场合
29
按扰动控制的开环控制方式：
❖ 闭环控制：为偏差控制，可以抑制内（系统参数变化）、 外扰动（负载变化）对被控制量产生的影响，因此，控制 精度高。但是结构复杂，成本高（价格成倍增加）；系统 设计、分析麻烦。
下面是非线性系统的一些例子： 如步进电机，继电器开关。 人类对控制系统的基本原理（反馈）早有认识，并利用它创造许多装置。 C 麦克斯韦首先解释了瓦特速度控制系统中出现的不稳定问题。
负反馈控制原理 ：利用反馈产生偏差，并利用 低精度元件可组成高精度系统；
❖ 1786年，James Watt 为控制蒸汽机速度设计的离心 调节器，是自动控制领域的第一项重大成果。
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瓦特
6
瓦特的蒸汽机
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离心调速器工作原理
8
工作原理：进入蒸汽缸中的蒸汽量，可根据蒸汽机
的希望转速与实际转速的差值自动地进行调整。它的 工作原理是：根据希望的转速，设置输入量(控制量) 。如果实际转速降低到希望的转速值以下，则调速器 的离心力下降，从而使控制阀上升，进入蒸汽机的蒸 汽量增加，于是蒸汽机转速随之增加，直至上升到希 望的转速值时为止。反之，若蒸汽机的转速增加到超 过希望的转速值，调速器的离心力便会增加，造成控 制阀向下移动。这样就减少了进入蒸汽机的蒸汽量， 蒸汽机的转速也就随之下降，直到下降至希望的转速 时为止。
对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无 法自动补偿。。
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主要特点：
输出不影响输入，对输出不需要测量，容易实现；
对构成系统的元部件精度要求高，只有元部件精度 高，系统的精度才能高；
系统的稳定性不是主要问题
结构简单，成本低廉，多用于系统结构参数稳 定和扰动信号较弱的场合
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按扰动控制的开环控制方式：
❖ 闭环控制：为偏差控制，可以抑制内（系统参数变化）、 外扰动（负载变化）对被控制量产生的影响，因此，控制 精度高。但是结构复杂，成本高（价格成倍增加）；系统 设计、分析麻烦。
自动控制原理(第一章)
说 明
系统的元件 信息的流向
第7页，共24页。
例2：人如何控制设备：温箱的温度控制
被控对象：温箱； 被控量：温箱的温度；
测量元件：温度计
关键：利用温度偏差， 减小偏差。
期 温 望 度大 脑
手
调 压 器 恒 温 箱
实 际 温 度
眼 睛 温 度 计
人工控制恒温箱的功能框图
第8页，共24页。
例3：电炉的自动控制系统
示例： 直流电机调速系统
负
Ug
K
Ud M
载
第14页，共24页。
② 按干扰补偿的开环控制
第15页，共24页。
（3）复合控制
即按偏差的控制和按扰动的控制相结合的控制方式。 按可测扰动补偿的复合控制
第16页，共24页。
1-2 自动控制系统示例
函数记录仪 飞机-自动驾驶仪系统
电阻炉微型计算机温度控制系统 锅炉液位控制系统
第23页，共24页。
谢谢大家
第24页，共24页。
第17页，共24页。
1-3 自动控制系统的分类
按控制方式分： 按元件类型分： 按系统功用分： 按性能分： 按给定值类型分：
第18页，共24页。
常见的几种自动控制系统 1）线性连续控制系统
线性指满足线性叠加原理；
连续指系统的输入量和输出量都是时间连续函数； a0d dn ntc(t)a1d dn nt 1 1c(t) an1d dc t(t)anc(t) b0d dm m tr(t)b1d dm m t 1 1r(t) bm1d dtr(t)bmr(t)
u1
u2
u
第9页，共24页。
放大元件 执行机构
被控对象 测量元件
孙炳达版 《自动控制原理》第1章 自动控制系统的基本概念-1
1.1 自动控制的基本方式
3、复合控制方式 开环控制+闭环控制 两种结构：按输入信号补偿 按扰动信号补偿
1.1 自动控制的基本方式
4、控制方式比较 (1) 从系统组成结构看，开环控制方式简单，复 合控制方式复杂，闭环控制方式介于两者间； (2) 从性能看，开环控制方式较差，闭环控制方 式较好；复合控制方式最好；
+ 5 ΔU -5 功 率 放 大 器
1.1 自动控制的基本方式
方法一：人工控制 眼（观察） 脑（判断） 手（操作） 目的：减少或消除Δh
1.1 自动控制的基本方式
方法二：自动控制 受控对象：水池； 输出量：实际水位（h实）； 输入量：要求水位（h要）； 浮子——检测装置； 控制电源——检测Δh，转变为电信号； 电动机——执行机构； 干扰输入量：对系统输出起反作用的输入量， 例如功率放大器信号的飘移。
开环调速结构基础上引入一台测速发电机，作为检测系统 输出量即电动机转速并转换为电压。 反馈电压与给定电压比较 (相减)后，产生一偏差电压， 经电压和功率放大器放大后去控制电动机的转速。 当系统处于稳定运行状态时，电动机就以电位器滑动 端给出的电压值所对应的希望转速运行。 当系统受到某种干扰时(例如负载变大)，电动机的转速 会发生变化(下降)，测速反馈电压跟着变化(变小)，由于 给定电压值未变，偏差电压值发生变化(变大)，经放大后 使电动机电枢电压变化(提高)，从而电动机转速也变化(上 升)，以减小或消除由于干扰引起的转速偏差。
1.1 自动控制的基本方式
基本名词：
1 控制器：实现控制功能的装置； 2 被控对象：被控制的设备或机械； 3 被控量（输出量）：被控对象内要求自动控 制的物理量； 4 输入量：影响系统输出量的外界输入，包括 给定输入量和扰动输入量。
第一章 控制系统导论
教学进程设计（含教学内容、教学设计、时间分配等）负反馈原理——构成闭环控制系统的核心把系统的输出信号引回输入端，与输入信号相比较，利用所得的偏差信号进行控制，达到减小偏差、消除偏差的目的。
负反馈控制系统的特点——按偏差控制的具有负反馈的闭环系统1）有反馈，信号流动构成闭回路。
2）按偏差进行控制。
对应的系统方框图为：由原理图画方块图的步骤：①看懂工作原理图，找出被控量、被控对象、给定量。
②从两头来，先画出给定量、被控对象和被控量。
③依原理图补上中间部分。
4.反馈控制系统的基本组成①测量元件：测量被控量②比较元件：产生偏差信号③放大元件：对偏差信号进行幅值、功率放大④执行机构：对被控对象施加作用⑤校正元件：改善系统性能⑥给定元件：给出输入信号5.自动控制系统的基本控制方式a.开环（信号单向流动）特点：简单、稳定、精度低。
b.闭环（信号有反向作用）特点：复杂、抗干扰能力强、精度高、有稳定性问题。
c.复合（前向联系、反向作用）特点：性能要求高时用之。
1-2 自动控制系统实例1.函数记录仪（P.7-8）2教学进程设计（含教学内容、教学设计、时间分配等）2.电阻炉微型计算机温度控制系统（P.8-9）3.锅炉液位控制系统（P.9-10）1-3自控系统的分类1.线性连续控制系统微分方程：)()()()()()()()(1111txtadttdxtadttxdtadttxdtacncnncnncn++++---=)()()()()()()()(1111txtbdttdxtbdttxdtbdttxdtbrmrnmrmmrm++++---式中)(txr——系统的输入量；)(txc——系统的输出量。
系数a0(t)，a1(t)……a n(t)，b0(t)，b1(t)……b m(t)是常数时，称为定常系统，随时间变化时，称为时变系统。
定常系统分为：恒值系统、随动系统和程序控制系统1）恒值控制系统恒值系统的给定量是恒定不变的，如恒速、恒温、恒压等自动控制系统，这种系统的输出量也应是恒定不变的。
自动控制原理第一章 控制系统导论
10
1-1 自动控制的基本原理
11
一、基本概念
[自动控制]
12
[自动控制理论]
研究自动控制共同规律的技术科学。 [自动控制系统]
由被控对象和自动控制装置按照一定的方式 连接起来，组成一个有机的整体，称为自动控制 系统。
13
二、反馈控制基本原理
反 馈：取出输出量送回到输入端，并与输入
信号相比较产生偏差信号的过程。
14
[反馈控制原理]
在反馈控制系统中，控制装置对被控对象施
加控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不
断修正被控量与输入量之间的偏差，从而实现对
被控对象进行控制的任务，即反馈控制原理。 反馈控制本质是按偏差进行控制的过程。
15
三、反馈控制系统的基本组成 控制系统的组成：输入部分、控制系统部分和输 出部分。
6
《自动控制原理》主要内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 控制系统导论 控制系统的数学模型 线性系统的时域分析法 线性系统的根轨迹法 线性系统的频域分析法 线性系统的校正方法
第七章
第八章
线性离散系统的分析[MATLAB工具]
非线性控制系统分析
《自动控制原理》参考教材
1. 2. 3. 4. 《自动控制原理简明教程》
输出信号——系统的控制结果，反映了被控对象的运行状态。
17
例1：A.温度——人工控制
温度计
炉子 电热丝 调压器
220
18
温度计
控制目标：
炉子的温度恒定 在期望的 数值上 。
220
炉子 电热丝 调压器
输入信号 （期望炉温）
脑 （计算、比较）
放大、执行 （手臂、手） 测量 （眼睛）
《自动控制原理》第一章-自动控制原理精选全文完整版
● 放大环节： 由于经过计算机处理的信号通常是标准化的 弱信号，不能驱动被控对象，因此需要加以放大。放大环 节的输出必须有足够的能量，一般需要幅值的放大和功率 的放大，才能实现驱动能力。
● 执行环节： 其作用是产生控制量，直接推动被控对象的 控制量发生变化。如电动机、调节阀门等就是执行元件。
常用的名词术语
1.稳定性
一个控制系统能正常工作的首要条件。 稳定系统：当系统受到外部干扰后，输出会偏离正 常工作状态，但是当干扰消失后，系统能够回复到 原来的工作状态，系统的输出不产生上述等幅振荡、 发散振荡或单调增长运动。
2.动态性能指标
反映控制系统输出信号跟随输入信号的变化情况。 当系统输入信号为阶跃函数时，其输出信号称为 阶跃响应。
时，线性系统的输出量也增大或缩小相同倍数。
即若系统的输入为 r(t) 时，对应的输出为 y(t)，则
当输入量为 Kr(t)时，输出量为 Ky(t) 。
（2）非线性系统
● 特点：系统某一环节具有非线性特性，不满足叠加原理。 ● 典型的非线性特性：继电器特性、死区特性、饱和特性、
间隙特性等。
图1-5 典型的非线性特性
对被控对象的控制作用，实现控制任务。
图1-3 闭环控制系统原理框图
Hale Waihona Puke (3)复合控制系统 工作原理：闭环控制与开环控制相结合的一种自动控制系 统。在闭环控制的基础上，附加一个正馈通道，对干扰信 号进行补偿，以达到精确的控制效果。
图1-4 复合控制系统原理框图
2.按系统输入信号分类
（1）恒值控制系统 系统的输入信号是某一恒定的常值，要求系统能够克服 干扰的影响，使输出量在这一常值附近微小变化。
举例：连续生产过程中的恒温、恒压、恒速等自动控制 系统。
● 执行环节： 其作用是产生控制量，直接推动被控对象的 控制量发生变化。如电动机、调节阀门等就是执行元件。
常用的名词术语
1.稳定性
一个控制系统能正常工作的首要条件。 稳定系统：当系统受到外部干扰后，输出会偏离正 常工作状态，但是当干扰消失后，系统能够回复到 原来的工作状态，系统的输出不产生上述等幅振荡、 发散振荡或单调增长运动。
2.动态性能指标
反映控制系统输出信号跟随输入信号的变化情况。 当系统输入信号为阶跃函数时，其输出信号称为 阶跃响应。
时，线性系统的输出量也增大或缩小相同倍数。
即若系统的输入为 r(t) 时，对应的输出为 y(t)，则
当输入量为 Kr(t)时，输出量为 Ky(t) 。
（2）非线性系统
● 特点：系统某一环节具有非线性特性，不满足叠加原理。 ● 典型的非线性特性：继电器特性、死区特性、饱和特性、
间隙特性等。
图1-5 典型的非线性特性
对被控对象的控制作用，实现控制任务。
图1-3 闭环控制系统原理框图
Hale Waihona Puke (3)复合控制系统 工作原理：闭环控制与开环控制相结合的一种自动控制系 统。在闭环控制的基础上，附加一个正馈通道，对干扰信 号进行补偿，以达到精确的控制效果。
图1-4 复合控制系统原理框图
2.按系统输入信号分类
（1）恒值控制系统 系统的输入信号是某一恒定的常值，要求系统能够克服 干扰的影响，使输出量在这一常值附近微小变化。
举例：连续生产过程中的恒温、恒压、恒速等自动控制 系统。
自动控制原理[01][控制系统导论]
![自动控制原理[01][控制系统导论]](https://img.taocdn.com/s3/m/57faa1cdad51f01dc281f1b4.png)
§1.1 自动控制的基本原理->反馈控制原理
反馈
反馈是输出量送回输入端，并与输入信号比较产生偏差 信号的过程 若偏差越来越小，称为负反馈；反之，称为正反馈 反馈控制就是采用负反馈并利用偏差进行控制的过程 由于引入了被控量的反馈信息，整个控制过程成为闭合 过程，故反馈控制也称为闭环控制 系统中必须配置具有人的眼睛（测量元件）、大脑（比 较元件）和手臂（执行元件）功能的设备，以便对被控 量进行连续测量、反馈和比较，并按偏差进行控制
• 水箱水位、电机调速
7
§1.3 自动控制系统的分类
从数学的角度：线性系统和非线性系统
线性系统
• 可用线性常微分方程(连续)和差分(离散)方程描述
dn d n 1 d a0 n ct a1 n 1 ct ... an 1 ct an ct dt dt dt dm d m 1 d b0 m r t b1 m 1 r t ... bm 1 r t bm r t dt dt dt
扰动
补偿器
输入 6
输出
被控对象
§1.3 自动控制系统的分类
从控制目的的角度：随动系统、程序控制系统和 恒值系统
随动系统（伺服系统）
• 输入不确定——跟踪系统 • 使输出准确地跟踪输入 • 雷达，飞行的导弹
程序控制系统
• 输入有规律变化
• 数控加工
恒值系统（自动调整系统）
• 输入为定值，输出按一定精度保持在希望的数值上
输入量 4
控制装置
被控对象
输出量（被控量）
§1.1 自动控制的基本原理->基本控制方式
开环控制方式
控制系统的输出量对系统没有反馈控制作用(全自动洗衣机) 结构简单、造价低、精度低（没有抗干扰能力） 系统输出量不参与控制 系统结构图不形成闭合回路 系统结构简单,不需检测被调量,输入输出一一对应 控制精度取决于各组成环节的精度 最适用于传递关系已知，对输出精度无要求,且不含扰动的 场合；如系统起动、制动过程。自动售货机,洗衣机,数控机 床，红绿灯转换系统中 系统有扰动时只能靠人工操作, 使输出达到期望值
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1、特点：输出量不会对系统的控制作用产生影响。
2、优点：结构简单，成本相对较低，容易控制。
3、缺点：没有自动修正偏差的能力，抗干扰能力 差，控制精度不高。
4、适用场合：一般适合于干扰影响小、控制精 度要求不高的场合。
2、闭环控制(反馈控制)
控制系统的输入端与输出端既有顺向作用又有反向 联系的控制方式称为闭环控制。
(2)反馈控制实例 2)龙门刨床速度反馈控制系统
(2)反馈控制实例 2)龙门刨床速度反馈控制系统
4 反馈控制系统的基本组成
(1)基本组成结构方块图
13
(2)基本元部件及其功能 1）给定元件: 设定被控量的给定值； 2）测量元件: 对系统被控量(输出置)进行测量； 3）比较元件: 对系统输出量与输入量进行代数运 算并给出偏差信号，起综合、比较变换作用。 4）放大元件: 对微弱的偏差信号进行放大，使其 有足够的幅但与功率。 5）执行元件: 根据放大后的偏差信号，对被控对 象执行控制任务，使输出量与希望值一致。
输入量
-
控制作用
输出量
控制装置
被控对象
测量装置
+
+
u u g+ 电压 e 功
u - 放大器
放a
-
n
M
- uf
+
-
测速发电机
负载扰动
ug
u u e 电压 e 功放 a 电动机 n
- 放大器
uf
测速机
1、特点：输出量对系统的控制作用产生影响。
2、优点：具有自动修正偏差的能力，抗干扰能力强，控制 精度高。
现对被控对象进行控制的任务。
反馈——把取出输出量送回到输入端，并与输入信 号相比较产生偏差信号的过程。
正反馈——反馈的信号是与输入信号相加，使产生 的偏差信号越来越大。
负反馈——反馈的信号是与输入信号相减，使产生 的偏差信号越来越小。
反馈控制——采用负反馈并利用偏差进行控制的过 程。
(2)反馈控制实例 1)人取书反馈控制系统
2、自动控制理论
经典控制理论
现代控制理论
研究对象 单输入、单输出系统 （SISO）
数学模型 传递函数
多输入、多输出系统 （MIMO）
状态方程
研究手段 频域法、根轨迹法 状态空间方法
研究目的 系统综合、校正
最优控制、系统辨
识、最佳估计、自 适应控制
3、反馈控制原理
(1)反馈控制原理——按偏差控制的原理 利用被控量与输入量之间的偏差进行控制，从而实
+
u0
+
uc
功率 放大
+
ua
+
n
SM 负载
R
i
电压
ub
+ 放大
按扰动控制的速度控制系统
给定 不变
电位器
电压 放大器
检测 电阻
负载 变化
+ +
功率 放大器
转速 电动机
把负载变化视为外部扰动输入，对输出转速产生 的影响及控制补偿作用，分别沿箭头的方向从输入端 传送到输出端，作用的路径也是单向的，不闭合的。 有时我们称按扰动控制为顺馈控制。
（3）自动控制系统(automatic control system)
指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统，它 由被控对象和控制装置组成。
（4）被控量(controlled variable)
表征被控对象运行情况且需要控制的物理量。被控量又 称输出量、输出信号。
（5）给定值(set value)
指在没有人直接参与的情况下,利用控制器(控制装置), 使被控对象(或过程)的被控量(物理量或状态)自动地按照预 定的规律运行。
（2）被控对象(controlled object)
被控对象是指被控制的具体的机器设备、生产过程，是 系统的主体。例如火箭、锅炉、机器人、电冰箱等。控制装 置(控制器)指对被控对象起控制作用的设备总体，有测量变 换部件、放大部件和执行装置。
3、缺点： （1）结构复杂，成本高。 （2）存在稳定性问题，如果系统设计不合理或参数选择不 合适，系统可能产生振荡，严重时不能正常工作。
4、适用场合：适合于干扰不可预测、控制精度要求高的 场合。
3、开环控制和闭环控制的比较
1、与开环控制系统相比，闭环控制系统的最大特点是 检测偏差、纠正偏差 ； 2、从系统结构上看，闭环系统具有反馈通道；
6）被控对象: 指自动控制系统需要进行控制的机器、 设备或生产过程。被控对象要求实现自动控制的物理
量称为被控量或输出量。
7）校正元件: 用以改善系统性能
14
（8）执行元件
直接作用于被控对象，使其被控量发生变化的 元件称为执行元件（阀门） 。
4 反馈控制系统的基本组成 开环控制 闭环控制 复合控制
自动控制原理
Automatic Control Theory
南华大学电气工程学院
目录
第一章 控制系统导论 1、自动控制系统的基本原理 2 、自动控制系统示例 3 、自动控制系统的分类 4 、自动控制系统的基本要求 5 、自动控制系统的分析与设计工具
1-1自动控制的基本原理
1、自动控制技术及其应用 1)自动控制基本术语 （1）自动控制(automatic control)
1、开环控制
控制系统的输入端与输出端只有顺向作用而没有反 向联系的控制方式称为开环控制。
开环控制系统方框图
a.按给定量控制的开环控制
+ug源自+u 功放
a
-
-
激 磁
n
M
负载扰动
ug
ua
n
电位器
功放
电动机
b.按干扰补偿的开环控制（又称顺馈控制）
计算
测量
执行
干扰
被控量 受控对象
*干扰→被控量 （单向、无反馈） *特点：抗扰动性好，控制精度较高。 *应用：只适合扰动量可测量的场合
（7）反馈控制系统(feedback control system)
通过测量、比较而得到偏差，由偏差产控制作用而使 偏差消除或减少，使被控量趋近于要求值 。又称为反馈 控制系统。
（8）自动控制理论(automatic control theory)
研究自动控制系统共同规律的一门科学。
解决的基本问题： • 建立系统的数学模型（建模） • 分析控制系统的性能（分析） • 控制系统的综合与校正——控制器设计（综合）
作用于自动控制系统的输入端并作为控制依据的物理量。 给定值又称输入信号、参考输入。
（6）偏差(error)
参考输入信号与反馈信号之差称为偏差信号（e= r - y）。
（6）干扰量(disturbance)
除给定值之外，凡能引起被控量变化的因素，都是干扰。 干扰又称扰动。干扰是一种对系统的输出产生不利影响的信号。 如果扰动产生在系统内部称为内扰；扰动产生在系统外部，则 称为外扰。外扰是系统的输入量。