状态观测器简介

在线性系统理论的状态反馈问题中，我们均假设状态是可以测量的。但这一假设在实际系统中常常得不到满足，这时，可以用被控系统易获得的外部变量的知识，来获得状态变量的近似值或精确值，用以进行反馈。具体地说，就是构造一个状态观测器系统，利用系统中可直接测量的输入变量和输出变量，作为状态观测器的输入量，其输出量作为状态变量的一个估计值，并保证在一定意义下与状态变量的实际值相等价。下图为n维系统{A,B,C}状态观测器问题的直观说明。

观测器实质上也是一个线性系统，其物理实现可由计算机根据其数学模型来完成。观测器系统的状态空间描述一般的可表示为：

其中，z为观测器系统的状态变量，w为输出变量，F、G、H以及M、N为n维的实常数阵。如果观测器系统的维数为n，则称其为全维观测系统。如果观测器系统的维数小于n，则相应地称其为降维观测系统。显然降维观测器在结构上要较全维观测器简单。