計算機控制技術(shù)-15狀態(tài)觀測器(已修改)
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【正文】 2021/6/14 1 第二節(jié) 狀態(tài)觀測器 1. 狀態(tài)觀測器的原理和構(gòu)成 2. 狀態(tài)觀測器的存在條件 3. 狀態(tài)觀測器極點配臵條件和算法 4. 構(gòu)成狀態(tài)觀測器的原則 2021/6/14 2 狀態(tài)重構(gòu)問題和狀態(tài)觀測器 通過狀態(tài)反饋可以直接配置系統(tǒng)的閉環(huán)極點，從而可使原不穩(wěn)定系統(tǒng)為穩(wěn)定。但是，實際上并不是系統(tǒng)的所有狀態(tài)都是可以直接測量的，通常只有輸出可以測量。 狀態(tài)重構(gòu)問題是重新構(gòu)造一個系統(tǒng)，利用原系統(tǒng)中 可直接測量的變量，從輸出變量和輸入變量作為起 輸入信號，并使其輸出信號 在一定程度上等價于原系統(tǒng)狀態(tài) ，通常稱 為 的重構(gòu)狀態(tài)或估計狀態(tài)。一般來說， 與 之間的等價關(guān) 系為： )(? tx)(tx )(? tx)(tx )(? tx)(tx)(lim)(?lim txtx tt ???? ?2021/6/14 3 狀態(tài)重構(gòu) ： 不是所有的系統(tǒng)狀態(tài)物理上都能夠直接測量得到。需要從系統(tǒng)的可量測參量，如輸入 u和輸出 y來估計系統(tǒng)狀態(tài) 。 狀態(tài)觀測器 ： 狀態(tài)觀測器基于可直接量測的輸出變量 y和控制變量 u來估計狀態(tài)變量，是一個物理可實現(xiàn)的模擬動力學(xué)系統(tǒng)。 2021/6/14 4 2021/6/14 5 若構(gòu)造 則似乎也可以達到狀態(tài)重構(gòu)的目的，但存在問題： 1. 在實際中是不可能實現(xiàn)的。 2. 若 是不穩(wěn)定的，則 與 的一點很小的誤差都有可能擴大。 )()(?)1(? kHukXGkX ????00?)0(? XXX ??00? xx ?0?x 0xG2021/6/14 6 如果 是狀態(tài)完全能觀測的，那么根據(jù)輸出 y的測量，可以唯一地確定系統(tǒng)的初始狀態(tài) x(0) ，系統(tǒng)任意時刻的狀態(tài)： 所以只要滿足一定的條件，可從可測量 y和 u中把 x間接重構(gòu)出來。 一、狀態(tài)觀測器的原理和構(gòu)成 )()(),()()1( kCxkykHukGxkx
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