开环状态观测器渐近状态观测器

Р能控又能观子系统是输出反馈能镇定的,?其余子系统都是渐近稳定Р输出反馈下能镇定Р3.系统解耦:传递函数矩阵对角化Р原系统Р5.5 状态观测器Р状态反馈的重要性。Р状态直接获取存在不可能性。Р状态重构:?即另外构造一个物理可实现的动态系统,?以原系统的输入/输出作为输入,?其状态变量的值能渐近逼近原系统的状态变量的值或者其某种线性组合,?渐近逼近的状态变量的值即为原系统的状态变量的估计值,?可用于状态反馈闭环系统中代替原状态变量作为反馈量来构成状态反馈律。? ?这种重构或估计系统状态变量值的装置称为状态观测器?它可是由电子、电气等装置构成的物理系统,亦可以是?由计算机和计算模型及软件来实现的软件系统。Р5.5.1 全维状态观测器及其设计方法Р重点:状态观测器的结构;误差分析;设计方法。Р开环状态观测器Р 渐近状态观测器Р设线性定常连续系统的状态空间模型为(A,B,C),即Р系统的系统矩阵A、输入矩阵B和输出矩阵C都已知。?问题:?若状态变量x(t)不能完全直接测量到,如何构造一个系统随?时估计该状态变量x(t)。Р开环状态观测器Р直观想法:?构造一个和被控系统有同样动力学性质(即有同样系?数矩阵A,B和C)的系统来重构被控系统的状态变量:Р其中为被控系统状态变量x(t)的估计值。Р该状态估计系统称为开环状态观测器,简记为Р图5-5 开环状态观测器的结构图Р其结构如下图所示。Р比较系统(A,B,C)和的状态变量,有:Р则状态估计误差的解为:Р显然,当时,方有。Р但是,一般情况下是很难做到这一点的。因为:Р若矩阵A的某特征值位于s平面的虚轴或右半平面,则eAt中? 包含有随时间趋于无穷而不趋于零的元素Р有些被控系统难以得到初始状态变量x(0),即不能保? 证;Р此时若或出现对被控系统状态或观测状态的扰动,?将导致状态估计误差趋于无穷或产生等幅振荡。Р开环观测器应用范围受限。