降维状态观测器课件

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1、6.13降维状态观测器降维观测器基本思想（降维观测器在结构上比全维观测器简单）当状态xy的部分分量可以直接从得到时，可以采用降维状态观测器。对系统x&AxBux,(0)x0:，xn:维，up:维，yq:维yCx设{,}AC能观，C满秩即rankCq,则降维状态观测器的最小维数为:ROBdimnqROB#降维状态观测器在工程实现上比全维状态观测器简便；#降维状态观测器在抗噪声方面不及全维状态观测器。降维状态观测器：综合方案I方法1降维状态观测器：综合方案I降维状态观测器：综合方案I方案1的降维状态观测器结构图降维状态观测器：综合方案II方法2（思路类似

2、于全维状态观测器方案2）降维状态观测器：综合方案II降维状态观测器：综合方案II方案2的降维状态观测器结构图6.14Kx―函数观测器Kx―函数观测器基本思想有时重构状态的最终目的是为了获得状态的某种组合如Kx的估计。直接重构Kx可能使观测器的维数较降维状态观测器的维数更低。问题描述给定线性系统x：n维x&AxBux,(0)x0:u：p维yCxKx,y：q维寻找观测器z：m维,观测器维数m

3、不变被观测系统，线性时不变系统可成为Kx-函数观测器即成立的充分必要条件为Kx―函数观测器的条件Kx―函数观测器的维数注记1）如何确定观测器的维数比较复杂。当Km为向量时可取1，其中为{,}AC能观性指数。2）全维和降维状态观测器是函数观测器的特例。Kx―函数观测器的综合算法Kx―函数观测器的综合算法Kx―函数观测器的综合算法Kx―函数观测器的综合算法Kx―函数观测器组成结构图Kx―函数观测器组成结构图6.15基于观测器的状态反馈控制系统的特性6.15基于观测器的状态反馈控制系统的特性6.15基于观测器的状态反馈控制系统的特性基于观测器的状态反馈控制系统的特性6.15具有观

4、测器状态反馈控制系统和具有补偿器输出反馈系统的等价性6.15具有观测器状态反馈控制系统和具有补偿器输出反馈系统的等价性总结包含观测器的状态反馈系统特性维数增加：引入观测器增加了系统维数；dim()dim()dim()KB0OB特征值分离性：包含观测器的反馈系统的特征值集合具有分离性(KB){(K),(OB)}i(ABK)；i()F分离原理：独立地分别设计状态反馈控制律和状态观测器（引入观测器不影响由状态反馈所配置的特征值，也不影响已设好的观测器的特征值）闭环传递函数不变性：观测器不改变直接状态反馈系统的传递函数矩阵C(sIABK)1

5、BC(sIA)1B鲁棒性：一般地，鲁棒性变差。总结总结总结