本文主要是介绍线性系统理论 -- 降阶观测器的设计,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
定理: 若系统能观测,且rankC=m,则系统的状态观测器的最小维数是(n-m)。
线性定常时不变系统方程如下(以三阶(n=3)单入单出系统为例,有m=rankC=1):

取变换阵P,有:

对上述系统方程进行线性变换,

得到如下形式:

输出y直接给出
。于是状态估计时,只需对 n-m=2 维的
、
进行估计即可。这就是说,降阶观测器的维数为n-m=2。
降阶观测器方程为:

只需要选择合适的G1阵,使得
所有的特征值具有期望的特征值即可。
举例如下:
给定连续线性时不变系统:

试确定特征值为-3,-4的二维状态观测器。
解答:
先判断系统是否能观测:

故系统能观测。
选取变换阵P:

可见状态变量
可由y直接提供。现只需要设计一个二阶状态观测器来估计![]()
即可。
设G1阵为:


则有:


期望的特征多项式为:

对照系数得:

得到:

从而:

系统的二阶降维观测器为:
其中:

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