简述四种干扰观测器（三）：基于状态观测器的干扰观测器

专栏关注人数逐渐变多了，我也有点变懒了。。。不能这样，得改。

继续干扰观测器系列，这个系列将简述四种常用的干扰观测器的原理以及应用场景。

分别为：

1基于名义逆模型的干扰观测器；

2基于非线性观测器的干扰观测器；

3基于状态观测器的干扰观测器；

4基于扩张状态观测器的干扰观测器。

大家可以根据系统本身的特性来选择最适用的观测器。

如果可以构建状态观测器，其中的状态变量本身即包含干扰力，那么此状态观测器即可作为干扰观测器。

还是以直流电机为例：

直流电机的力矩方程如下：

其中Te是电机的电磁转矩，Tl是负载转矩，B是粘滞摩擦系数，J是转动惯量。

利用如上状态方程构建如下观测器，其中的利用的是编码器的采样值来进行反馈。

可以看出，观测器的状态量包含转速估计值和负载转矩估计值，因此可将其分别估计出来。

只要转角变化较慢，即使B的值不准确，也可以准确地估计转速和负载转矩信息。详细推导过程见《电机传动系统控制》

当观测器的带宽较高时 ，便可准确地估计出扰动转矩，控制框图如下：

这里仅仅是粗略地给出如何利用转台观测器来设计扰动观测器，如果您要在实际应用中使用这种观测器，还要仔细地阅读《电机传动系统控制》，书中详细介绍了观测器额极点配置，性能分析，观测器的改进，速度与负载转矩观测器的分离设计。

总结：

1这种观测器可以观测转速和负载转矩。

2在转速较低的情况下转速观测器效果很好

3观测器的带宽要是控制器带宽的三倍以上才好。

4 转速或者带宽较高时，对模型参数的准确性更加依赖。

5 观测器带宽最好是控制器带宽的3-5倍。