我是靠谱客的博主 仁爱宝马,最近开发中收集的这篇文章主要介绍simulink降维观测器设计_学习笔记:降阶ESO设计,觉得挺不错的,现在分享给大家,希望可以做个参考。

概述

1. 针对一般的非线性系统:

我们将非线性和扰动项

扩张为第三个状态变量
,就可以得到

一般的未降维的扩张状态观测器(ESO)可以设计为

其中,
分别为状态
的估计值,
分别为自定函数。

然而(3)式中的状态值

没有必要估计,在后续的控制器设计中可以直接获得,因此可以将一般的扩张状态观测器降维,可以得到降维的扩张状态观测器(RESO)

其中,

分别为状态值
的估计值。

2. 下面进行推导,RESO是怎么得来的,推导过程参考了下面这篇文章。

K.0k:串讲:观测器(Observer):降阶观测器RO​zhuanlan.zhihu.com

由于

已知,根据下面的线性ESO

其中,

分别为状态值
的估计值。

可以得到降阶后的线性ESO

由系统的状态空间方程(1)可知

,带入式(6),可得

由于(7)式中存在

,上面那篇知乎文章中提到了两种方法求解
,第一种是差分法进行求解,但是精度较差,第二种是采取间接的方法,这里我们采用间接法,继续推导。

我们将(7)式重新整理,将

移至等式左边,得到

我们引入新的变量

,令
,那么(8)式就变成

由于

进一步将(9)式构造如下

从而完成对降阶线性ESO的构造。

3. 降阶扩张状态观测器的稳定性证明

定义观测误差变量

,由(2)式和(6)式可以得到观测误差的状态空间矩阵如下

,可以得到

其中,

根据ISS稳定性定理,只要

是赫尔维兹矩阵,即
的特征值均在左半平面,且扰动项
是有界的,那么系统(12)就是稳定的,且是稳定在一个域内。当扰动趋近于0时,观测误差趋近于0。证毕

最后

以上就是仁爱宝马为你收集整理的simulink降维观测器设计_学习笔记:降阶ESO设计的全部内容,希望文章能够帮你解决simulink降维观测器设计_学习笔记:降阶ESO设计所遇到的程序开发问题。

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