龙伯格观测器（Luenberger Observer）详细教程

今天我们介绍关于龙伯格观测器（Luenberger Observer）内容，让我们系统地解释其核心概念、设计原理、设计步骤以及重要意义。

龙伯格观测器（Luenberger Observer）详细教程

一、 什么是状态观测器？为什么需要它？

1. 状态反馈的优势：

   在现代控制理论中，状态反馈是一种非常强大的控制方法。通过将系统的所有内部状态变量乘以一个增益矩阵K后反馈回输入端，我们可以任意配置闭环系统的极点（即特征值），从而精确地控制系统的稳定性、响应速度等动态性能。

2. 现实问题：状态不可测量

   然而，理想很丰满，现实很骨感。在实际工程中，系统的所有状态变量往往无法直接测量。原因可能包括：

   • 没有传感器：某些状态（如内部的温度、应力、某些速度）可能没有对应的传感器。

   • 传感器成本过高：测量所有状态的传感器可能非常昂贵或不切实际。

   • 物理限制：状态本身可能是抽象的数学量，无法直接测量。

3. 观测器的诞生：

   为了解决这个问题，我们需要一个“软件传感器”或“虚拟仪器”——这