基本介紹
- 中文名：控制變數
- 外文名：Control variable
- 分類：計算機
用法,實驗,控制理論,計算機科學,舉例,參見,
用法
在實驗中維持固定的變數是為了評估其它變數之間的關係，即為控制變數。控制變數是整個實驗中不會改變的元素，因為它的固定狀態是為了更好地理解其它被測變數之間的關係。
實質上，控制變數在整個實驗中保持不變，在實驗結果中並不是主要考量。實驗中控制變數的任何變化將使因變數（dependent variable, DV）與自變數（independent variable, IV）的相關性無效，會造成實驗結果偏斜。
實驗
任何的系統在自然狀態中，許多變數可能是獨立的，而每一個都會影響另一個。由實驗者操作的自變數，測試對因變數造成的影響，了解兩者之間的關係。任何附加的獨立變數都可以是一個控制變數。
例如一個有關波義耳定律的實驗，數學模式如下：
其中：
- P是壓力、
- V是體積、
- T是絕對溫度、
- k是常數（以能量單位除以溫度）；
- 表示壓力與體積的乘積與系統溫度之間的比值保持不變。
在驗證波以耳氣體定律（P*V=T）的實驗部分中，其中壓力，溫度和體積都是變數，需要至少一個保持不變，量測對這些變數的最終變化。這是為了在剩餘的變數中看到可比較的實驗結果。
如果體積作為控制變數，並在整個實驗過程中不允許改變，則“壓力和溫度”應變數之間的關係可由改變其中之一的值而快速建立。例如，如果壓力升高，則溫度必須相對應增加。
然而，如果溫度作為控制變數，並在整個實驗過程中不能改變，則改變“壓力和體積”應變數其中之一的值快速建立兩者之間的關係。例如，壓力升高，則體積必須減小。
控制理論
在控制的演示中獲得成功套用的“倒立擺”的情況，在一根擺的情況下，因為可以對其移動進行某種程度上的預測，所以對其進行手動控制是可能的，但是對於由兩根擺構成的雙重倒立擺和由三根擺構成的三重倒立擺，其運動情況就會相當複雜，因此不可能進行預測，這時自動控制就成為必要的了。同樣，在大規模的複雜的工廠控制中，自動控制也是適當的。但是，大多數自動控制，例如像往浴池中加水時那樣，這時即使不採用自動控制，僅靠手動控制，多半也能滿足要求。但是作為更完善的方案，正如在最新式的浴池系統中那樣，只要按壓一下自來水和熱水量的開關，就能夠自動地達到預定的水量和預定的加熱溫度，是很方便的。另外在生產現場中，與其讓操作人員一個一個地通過水位計一邊察看水位一邊開關供水閥門，不如將它們都實現自動化，從而可以提高生產效率，並且減輕人們的勞動負擔。比這更重要的是，自動控制與手動控制比較，可以實現更為精確的控制。
