一个典型的闭环反馈控制系统如下图所示。主要由控制器、执行机构、过程和传感器等部分组成。
在给定控制系统期望输出的前提下，闭环控制系统通过传感器对系统的实际输出进行测量，并将该信号与期望的输出进行对比，再经过控制器中的控制策略，输出控制指令到执行机构，从而使实际的输出尽可能得接近期望的输出。
闭环反馈控制系统的一个典型例子是驾驶员根据观察汽车在道路上的位置来适当调整汽车转向，从而使车沿道路中心线行驶。
在人-车-路组成的闭环反馈控制系统中，人既是传感器（观察车在道路上的位置），也是控制器（大脑根据车在道路上的位置来决定转动的方向和角度），同时也是执行机构（根据转向角度来调整左、右手臂的转动力矩），过程包括经过汽车方向盘、转向机构、轮胎转动从而汽车位置发生变化等过程。
控制系统的设计是为满足一项实际需求而对控制系统提出的性能要求，通过包括系统的稳定性、快速性、精确性等。控制系统的设计过程一般可以归为三大步：
- 建立控制目标、控制变量和系统控制性能要求；
- 定义控制系统，搭建模型（包括控制器、执行结构和过程的模型）；
- 控制系统设计、仿真和分析（选择控制策略，调整控制参数，直到控制性能满足要求）。
需要注意的是，反馈控制系统的设计是一个迭代和非线性的过程，成功的设计者必须考虑被控对象的物理过程，控制策略的设计，控制器设计的结构，以及有效的控制器调试策略。因此，设计和实现控制系统是一项十分富有挑战性的任务。
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