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1. 系统建模
建立系统状态方程为:
2. 观测器设计
观测器(observer): 根据系统的输入和输出来估计系统的状态。
下面来介绍观测器(本文介绍的即大名鼎鼎的龙伯格观测器)的设计步骤:
设x ^ 为估计值, y^ 为估计的输出,则
将④代入③,得到:
即:
上式即为观测器核心。
令①-⑤得,
将②代入上式,得:
继续整理,得:
即误差系统方程为:
其中,e=x− x^我们的目标是要保证e→0,也就是说(A−LC)的特征值要小于0才行!即:
由此可得该观测器的参数矩阵L,观测器到此即设计完毕。
对于第1部分中的系统,观测器设计如下:
3. 实践仿真
由以上模型,在Simulink中搭建模型如下:
输出结果如下:
从上图可见,观测值跟系统几乎重合,观测器有效!
给定观测器 z^1 一个初值,运行结果如下:
致谢
感谢DR_CAN 所发布的所有视频,让博主重新拾起了扔到脑后多少年的东西,严谨的态度,手把手的带你手撕公式,这才是真正的doctor,向他看齐!与君共勉!!!
参考文献:
- https://zhuanlan.zhihu.com/p/108466027
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