Nonlinear Observers and Applications

مشکل بازسازی حالت در سیستم‌های دینامیکی که به عنوان مشکل مشاهده‌گر شناخته می‌شود، بدون شک برای کنترل یا نظارت بر فرآیندها بسیار مهم است. برای سیستم های خطی، تئوری مربوطه به خوبی چندین سال است که ایجاد شده است، و هدف کتاب حاضر ارائه مروری بر ابزارهای ممکن در این زمینه برای سیستم های غیرخطی است. مفاهیم اساسی مشاهده پذیری و ساختارهای مشاهده گر ابتدا همراه با اجزای طرح های پیشرفته بر این اساس یادآوری می شوند. سپس توجه ویژه ای به تکنیک های شناخته شده با بهره بالا با خلاصه ای از نتایج مختلف متناظر اخیر می شود. تمرکز بر روی فیلتر کالمن توسعه یافته نیز در منظر ناظران فیلتر غیرخطی و ناظران با بهره بالا، به اصطلاح ناظران افزایش تطبیقی ​​می‌شود. سپس روی رویکرد غوطه‌وری خاص‌تر برای طراحی ناظر تأکید می‌شود، در حالی که روش‌های مبتنی بر بهینه‌سازی نیز به عنوان جایگزینی برای ناظران تحلیلی ارائه می‌شوند. مثال‌های کاربردی عملی مختلفی در آن بحث‌ها گنجانده شده است و برخی زمینه‌های کاربردی بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرند: ابتدا مسئله تنظیم خروجی غیرخطی در دیدگاه ناظران فرمول‌بندی می‌شود و سپس مشکل پارامتر یا تخمین خطا از طریق برخی ناظر تطبیقی ​​به اختصار ذکر می‌شود. ابزار.

The problem of state reconstruction in dynamical systems, known as observer problem, is undoubtedly crucial for controlling or just monitoring processes. For linear systems, the corresponding theory has been quite well established for several years now, and the purpose of the present book is to propose an overview on possible tools in that respect for nonlinear systems. Basic observability notions and observer structures are first recalled, together with ingredients for advanced designs on this basis. A special attention is then paid to the well-known high gain techniques with a summary of various corresponding recent results. A focus on the celebrated Extended Kalman filter is also given, in the perspectives of both nonlinear filtering and high gain observers, leading to so-called adaptive-gain observers. The more specific immersion approach for observer design is then emphasized, while optimization-based methods are also presented as an alternative to analytic observers. Various practical application examples are included in those discussions, and some fields of application are further considered: first the problem of nonlinear output regulation is reformulated in a perspective of observers, and then the problem of parameter or fault estimation is briefly mentioned through some adaptive observer tools.