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状态观测器由浅入深-张教授开讲

        2016年1月6日下午2点,热动力大楼116室迎来了自动化系的张国山教授,应谢老师的邀请给同学们讲解状态观测器的基本知识。为了让同学们更好地在实际工作中运用状态观测器SO,张教授从现代控制论中状态方程出发,到SO的数学推导,以及如何运用给出了建议。

张教授首先讲解了现代控制理论中状态空间方程的知识,介绍了能控、能观矩阵的概念,如何判断一个系统是否能控能观。能控、能观是分析u对状态x的控制能力以及输出y对状态x的反应能力。利用对偶关系可以把对系统能控性分析转化为对其对偶系统能观性分析。                                                                               

状态观测器SO在确定性条件下受控系统的状态重构问题,使状态反馈成为一种可实现的控制律。张教授就SO如何实现这个问题,给大家推导了状态观测器的数学表达式。利用u和y作为输入,求出状态量x的估计值,关键在于反馈矩阵G的设计,状态逼近的速度取决于G的选择和(A-GC)特征值的配置。

最后张教授介绍了降维观测器的概念,把状态量x中能算的部分算出来,不能算的部分再用观测器估计。状态估计后的结果可以用来做控制律设计,采用状态反馈任意配置闭环极点到期望极点处。

此次近三个小时的学习交流,让大家对状态观测器有了更深刻的认识。从繁复的数学推导中找出观测器的本质,给大家在实际工作中运用状态观测器解决自己的问题指出了方向。 

编辑人:姚冬春

 
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