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Chongqing University 汽车控制理论与应用 第一章 系统理论预备知识 一、控制系统的基本结构 二、控制系统的分类 三、控制系统的质量指标 四、拉普拉斯(Laplace)变换 五、系统传递函数 六、系统的时间响应和频率特性 The State Key Lab. of Mechanical Transmi ssion Chongqing University 汽车控制理论与应用 一、控制系统的基本结构 控制系统除被控对象外还包括三大部分组成：传感器 + 控制器 + 执行机构 控制系统的性能和行为，在很大程度上取决于控制器所接收的信息。 信 来自系统的外部, 即系统输入端的参考输入信号； 息 来自被控对象的输出端, 即反映被控对象的行为或状态的信息； 参考输 误差 控制器 被控对象 入信号 反馈环节 反馈输入 反馈：把从被控对象输出端获得的信息，通过中间环节再送到控制器的 输入端，称为反馈。中间环节称为反馈环节。 反馈信号：传送反馈信息的载体，称为反馈信号。 The State Key Lab. of Mechanical Transmi ssion Chongqing University 汽车控制理论与应用 二、 控制系统的分类 系统的结构按有无反馈可分为开环与闭环系统。 1. 开环控制系统和闭环控制系统 1） 开环控制系统： 一个控制系统如果在其控制器所接收的信息来源中不包含来 自被控对象输出端的反馈信息，则称为开环系统。 期望的路径 实际路径 驾驶员 车辆动态系统 对开环控制来讲，受路面环境特点的影响，只能获得有限的 控制效果。 The State Key Lab. of Mechanical Transmi ssion Chongqing University 汽车控制理论与应用 2） 闭环控制系统 一个控制系统，如果在其控制器的信息来源中有来自被控对象 输出端的信息，则称为闭环系统，或称为闭环反馈控制系统。 道路信号 误差 实际路径 驾驶员 车辆动态系统 反馈环节 The State Key Lab. of Mechanical Transmi ssion Chongqing University 汽车控制理论与应用 3) 开环与闭环控制系统的特点： 开环控制系统特点： 系统的输出参数对输入控制没有影响，其输入与输出量的关系取决于 系统的动力学特性。 优点：响应速度快；工作稳定。 缺点：精度低，对环境变化和干扰十分敏感。 闭环控制系统特点： 利用输入信息与反馈至输入端的参考输入信号之间的误差，对系统进 行控制。 优点：能自行减少或消除系统误差，精度高；动态性能好，抗干扰能力强。 缺点：会出现过调节问题，甚至导致工作不稳定的问题。 The State Key Lab. of Mechanical Transmi ssion Chongqing University