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自动控制系统，是由对象、测量元件、控制器、执行器组成的。要达到预期的目的，首先就必须了解和掌握对象及系统各环节的静态、动态特性，如时间常数、放大系数、滞后时间等参数。

1．什么是对象的时间常数

假设有台蒸汽热水器，当把阀门突然开大时，则加热的蒸汽流量会增加，即有了个阶跃变化，这时流入对象的热量增多。在一开始流出的热水由于还未得到充分加热，其水温还较低，带出的热量也较少，热量就会在热水器中积累，使水温快速上升，随着器内水温的不断上升，水带出的热量也在逐渐增加，由于流入热量不变，热水器内的水温的上升速度就会逐渐缓慢下来，最终流入与流出的热量相等，温度就稳定下来并达到新的平衡。

2．进一步认识时间常数

首先从RC电路来认识时间常数，输入信号电压E作阶跃变化后，将有电流通过电阻R对电容充 C充电，而RC的乘积就叫做时间常数T，在t=T=RC时，输出信号完成全部变化量的63.2%, 时间常数T=RC在电路中非常实用，也是网友们所熟悉的。RC环节的概念不只限于电路，对于工艺参数温度、压力、液位等对象都可进行类比。

其次还可从其它侧面来定义时间常数，如工艺参数在阶跃作用下，如保持初始速度，达到新的稳定态值所需的时间也是时间常数。

对于有些对象。如物料的混合过程，pH的中和反应等，这时用RC来分析就不直观，但我们可把T理解为平均停留时间。

以上对象都可用阻容环节来描述，可用传递函数来表述:G(s)=K/Ts+1。

3．时间常数的测定

时间常数的测定可以在生产现场进行，即在被测对象上加入各种干扰信号，或者改变阀门的开度来产生干扰信号。因为是在生产现场进行，所以干扰要有一定的限度，否则影响生产或出事故就不好了。

现场测定最常用的就是反应曲线法，在测定时将给定信号作一阶跃变化，或者把阀门开度作突然的改变。而输出参数(如温度)可用记录仪把反应曲线记录下来。

测定时要注意的是，测前尽量使生产处于正常稳定的工作状态，而反应曲线的初始点就是输入参数开始作阶跃变化的时间，把这一时间在记录仪上作个标记。在相同条件下最好进行两次以上的测定，看其重合程度，理想的当然就应该是重合的。dlr对记录仪的精度、反应速度、走纸速度、采样时间等要有所选择，在条件许可的情况下，尽量选择最好的。

4．反应曲线的数据处理

反应曲线测得后，可通过计算获得所要的数据。

先谈一下一阶、二阶特性的简易判断，测定的反应曲线一开始就有一定的斜率，而不是从零开始慢慢上升，即初始速度不等于零，则该对象就是一阶特性的。

反应曲线的数据处理，大都采用图解法来求取被测对象的相关数据，

对于一阶对象，它的微分方程式是:

Tdy/dt+y=Kx

式中:T－－-对象的时间常数；

K－－-对象的放大系数。

在阶跃干扰Xo的作用下，其解就如式1:

ln(Kxo-y)=ln(-A)-t/T

在以{y(∞)-y}为纵座标，t为横座标的半对数纸上式1是一条直线，其斜率是-1/T，上依次量出{y(∞)-y}分别点在半对数纸上，连接各点得，量其斜率dlr便可求得该导线对象的时间常数。

因为斜率tgα=-ab/cb=-1/T, 所以T就可求出。

采用图解法求取时间常数的过程很繁杂。因此在生产现场大多采取直接看曲线来估算的方法，这是一个有自衡的对象，其时间常数T=16-4=12(分)；滞后时间=2(分)；放大倍数K=10／0.5=20。

5．关于pH控制对象

pH属于非线性特性，测定前最好要求工艺人员提供中和曲线、中和反应速度、正常和极限的工作溶液浓度等相关参数作参考。溶液及加入的试剂在容器中要进行中和反应，由于其停留时间是不能任意改变的，也就是说中和反应是需要时间的，反应器的时间常数是不允许任意改变的。所以在pH控制系统中dlr认为测定纯滞后更有意义。