现代控制理论课件教学作者厦门大学 新5.5.ppt

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1、5.5状态观测器的设计引言：（1）系统设计离不开状态反馈（2）实际系统的状态变量不是都能用物理方法测得到的（3）需要设法得到状态变量→采用状态观测器实现状态重构状态观测器。的一个为则称，即渐进于生一组输出量作为其输入量，能产和输出的输入以如果动态系统检测。不能直接的状态矢量＝（设线性定常系统一、状态观测器定义000,0][lim),,åå=-ååÙÙ¥®ÙÙåxxxxyuxCBAt仍有差别。于可能完全一样，两个系统的初始状态不全部可以测量到。由于是认为构造的，由于系统一样的观测系统设计一个于原系统构的方法－状态观测器二、工程上实现状态重xxxCBAggÙÙååå,),,(0偏差如果[三、观测

2、器存在条件证明：AC能观，设为能观标准型。[[A-LC],C仍为能观标准型即如果开环能观，则构成输出反馈的观测器后仍然可观。四、状态观测器的设计（1）观测器的特征多项式强调：解：1、判断系统能观测性所以系统使状态能观测的，可构造能任意配置极点的状态观测器。2、设状态观测器为结构图：3、实际状态观测器特征多项式4、观测器期望特征多项式5、求系数对应相等五、降维状态观测器设计利用y直接产生部分状态变量，降低观测器得维数若输出m维，则需要观测的状态为(n-m)维。即观测器的维数少于状态维数→简化结构（一）建模1、把状态方程“一分为二”rankT=n取x=Tx系统方程变换为式中2、建立需被观测部分的

3、状态方程或：令上式3、降维观测器的实现为了消去作变换以上两式为降维观测器的状态方程。4、变换后系统状态变量的估计值为原系统状态变量估计值5、降维状态观测器结构图（二）设计思路1、实际降维状态观测器的特征多项式和希望观测器特征多项式的系数应相等。2、求观测器方程实现解：系统完全能观，且n=3,m=2,n-m=1,只要一维观测器。（1）（2）降维观测器特征方程为希望降维观测器特征方程为S+5（5）求降维观测器状态方程（6）变换后系统状态变量得估计值为原系统状态变量估计值