An adaptive observer for wave equation's source estimation
观测器在控制理论中是众所周知的。观测器最初被设计用来估计动力系统的隐态，最近被扩展到由偏微分方程控制的系统的未知量的估计。本文利用观测器求解一维波动方程的源反问题。设计了一种自适应观测器来估计全离散系统的状态和源分量。该方法的有效性强调在无噪声和噪声的情况下，并提供了一个洞察测量的大小和位置的影响。
2014-01-19 math.OC
An Augmented Observer for the Distributed Estimation Problem for LTI Systems
本文研究了一个分布式估计问题的观测器网络，其中每个观测器评估给定LTI系统的一部分输出。每个观测器的目标是计算一个渐近收敛到LTI系统状态的状态估计。我们认为有一个稀疏约束，限制观察员之间的互连。我们提供了一个充分条件的存在性参数的观测器，实现状态估计的LTI系统的状态收敛。特别地，该条件可以根据底层通信图的拉普拉斯矩阵的特征值和LTI系统的动态矩阵的谱半径来写。
2012-03-16 math.OC
A global exponential observer for velocity-aided attitude estimation
我们提出了一个简单的非线性观测器，用于从比加速度，角速度，磁场（体轴）和线速度（体轴）的测量来估计刚体的姿态和速度。它是一致的全局指数收敛的，并且还具有其他良好的特性：从磁测量中全局解耦俯仰和滚转估计，良好的局部行为，并且易于调整。观察者是“几何自由”，在这个意义上，它只尊重渐近旋转几何。仿真结果表明，即使在测量值有噪声和偏差的情况下，观测器也具有良好的性能。
2016-08-26 math.OC
Supplementary material for: Adaptive Observers and Parameter Estimation for a Class of Systems Nonlinear in the Parameters
本补充说明了（Tyukin et al，2013）中的自适应观测器设计在不可唯一识别系统中的应用。它还提供了一个例子，自适应观测器设计的磁轴承基准系统（林，Knospe，2000年）。
2013-04-16 math.OC
Riccati observers for velocity-aided attitude estimation of accelerated vehicles using coupled velocity measurements
受无人机自主导航应用的启发，我们解决了一个新的问题，速度辅助姿态估计相结合的两个线速度分量测量的身体固定的框架和一个线速度分量测量的惯性框架与惯性测量单元（IMU）的测量。本文的主要贡献是Riccati非线性观测器的设计，它可以被看作是确定性版本的扩展卡尔曼滤波器（EKF），和可观测性条件下，局部指数稳定的观察员实现的分析。报告的模拟结果进一步表明，观察员的收敛域很大。
2017-03-21 math.OC
A Separation Principle on Lie Groups
对于线性定常系统，一个分离原理成立：可以为定常系统设计稳定观测器和稳定状态反馈，并且观测器和反馈的组合将是稳定的。对于非线性系，局部分离原理在稳态附近成立，因为线性化系统是时不变的。本文讨论了李群上的一个非线性分离原理。对于李群上的不变系统，只要使用保维观测器，我们就证明了存在一个大的（时变）轨迹集，围绕该轨迹集，线性化的控制器-控制器系统是时不变的.因此，分离原理在这些轨迹周围成立。通过一个移动机器人的例子说明了该理论，然后将所发展的思想扩展到一类由欧拉-庞加莱方程描述的李群上的拉格朗日力学系统。
2010-10-28 math.OC
Observer design for invariant systems with homogeneous observations
本文考虑有限维连通李群上的不变系统的非线性观测器的设计问题，其测量值由相应的齐性空间上的传递群作用产生.我们考虑的情况下，群作用具有相反的不变性的系统不变性，并表明，组运动学项目的最小实现的系统可观察的动力学均匀的输出空间。观测器的设计问题是通过设计一个观测器的投影输出动态，然后提升到李群。一个结构分解定理的投影系统的观察员提供与表征相关的观察员误差动态的不变性。我们提出了一个观察器设计的基础上的梯度结构，导致强（几乎）整体收敛性能的规范误差动态齐次输出空间。观测器动态被提升到一个自然的方式和李群上的观测器的梯度误差动态几乎全局收敛到系统的不可观测子群，群作用的稳定器。
2008-10-04 math.OC
Parameter and state estimation of nonlinear systems using a multi-observer under the supervisory framework
我们提出了一种混合方案的参数和状态估计的非线性连续时间系统，这是灵感的监督设置用于控制。状态观测器合成一些标称参数值和一个标准的设计，以选择这些观测器在任何给定的时刻，提供状态和参数估计。假设激励条件的持续性成立，则可确保参数和状态估计误差收敛到零，直到一个裕度，该裕度可通过增加观测器的数目而尽可能小。为了减少潜在的计算复杂性的计划，我们解释了如何采样的参数集可以动态更新使用放大过程。与静态采样策略相比，对于给定的估计误差容限，该策略通常需要较少数量的观察者。所得结果不仅适用于线性系，而且也适用于一类非线性系统。我们说明的方法的适用性，通过估计的突触增益和平均膜电位的神经质量模型。
2014-03-18 math.OC
An Adaptive Observer Design for Charge-State and Crossover Estimation in Disproportionation Redox Flow Batteries undergoing Self-Discharge
本文考虑了一种模型制定和自适应观测器的设计，同时估计的充电状态和交叉通量在双离子氧化还原液流电池。这种新的非水电池化学允许一个简单的等温集总参数模型制定。钒通过多孔隔膜的传输是电池变量的关键未知函数，并且其在连续函数空间中近似。利用李雅普诺夫分析方法推导了状态观测器和参数观测器的自适应律，并证明了其稳定性和收敛性。观测器增益的数值计算通过求解一个多面体线性矩阵不等式和等式问题，通过凸优化。在实验室液流电池原型上评估该设计的性能，并且示出交叉通量可以被认为是自放电期间该电池配置的荷电状态的线性函数。
2019-03-10 math.OC
Observer design for triangular systems under weak observability assumptions
在弱可观测性假设下，给出了一般非线性三角系统的观测器设计问题的可解性结果。局部状态估计是通过一个延迟时变Luenberger型系统。为了实现全局估计，设计了观测器的切换序列。
2016-12-02 math.OC
Enhancing interval observers for state estimation using constraints
本文研究了具有有界输入和测量误差的非线性系统的区间值状态估计的计算问题。这样的状态估计器通常称为区间观测器。区间观测器可以使用可达性理论的方法构造。非线性系统可达集区间包络构造的最新进展启发了本文的工作。这些进步可以结合对状态的约束，以产生更紧密的间隔外壳。当应用于状态估计问题时，有界误差测量可以用作这些新理论中的状态约束。其结果是一种方法，很容易实现，通常会产生更好的，更紧密的区间状态估计。此外，提出了一种新的基于线性规划的方法来计算观测器增益，这在实践中必须调整。与以往的方法相比，该方法不依赖于特殊的系统结构。新的方法证明了数值例子。
2021-10-22 math.OC
Clustering-Based Average State Observer Design for Large-Scale Network Systems
本文研究了具有少量专用传感器的大规模网络系统的聚集监测问题。由于不可观测性和/或计算不可行性，此类系统的完整状态估计通常是不可行的。因此，通过聚类和聚合，一个易于处理的表示的网络系统，称为投影网络系统，设计的最小阶平均状态观测器。该观测器估计的平均状态的集群，这是确定明确考虑估计误差。此外，给定聚类，所提出的观测器设计算法利用估计误差动态的结构来实现计算易处理性。仿真结果表明，该算法的计算速度明显快于通常的$\mathcal{H}_2/\mathcal{H}_\infty$观测器设计技术。另一方面，妥协的估计误差特性被证明是边际。
2022-05-26 math.OC
Supervisory observer for parameter and state estimation of nonlinear systems using the DIRECT algorithm
监督观测器是一种多模型结构，用于估计非线性系统的参数和状态。它由一组状态观测器组成，每个观测器都是为已知参数集上的一些标称参数值设计的。选择准则用于在每个时刻选择单个观测器，提供其状态估计和参数值。参数集的采样在这种方法中起着至关重要的作用。现有的工程需要足够大的参数样本数量，但没有明确的下界，这个数字提供。这项工作的目的是克服这种限制，自动采样的参数集使用迭代的全局优化方法，称为DIRVIDING RECTangles（DIRECT）。使用这种采样策略，我们从1 + 2np个参数样本开始，其中np是参数集的维度。然后，该算法迭代增加样本，以提高其估计精度。收敛保证提供了相同的假设下，在以前的作品，其中包括一个持久性的激励条件。的监督观察员与直接采样政策的有效性说明了神经种群模型。
2017-09-05 math.OC
Velocity-aided Attitude Estimation for Accelerated Rigid Bodies
两个非线性观测器的速度辅助姿态估计，依赖于陀螺仪，加速度计，磁强计，和速度测量的身体固定的框架，提出。相对于最先进的身体固定的速度辅助姿态观测器赋予当地的属性，这两个观察员是（几乎）全球渐近稳定的，非常简单和灵活的调整。此外，滚动和俯仰估计从磁力计测量全局解耦。
2014-11-14 math.OC
The Cooperative Output Regulation Problem of Discrete-Time Linear Multi-Agent Systems by the Adaptive Distributed Observer
在本文中，我们首先提出了一个自适应分布式观测器的离散时间领导系统。这种自适应分布式观测器不仅可以为每个跟随者提供对领导者信号的估计，而且还可以提供对领导者系统矩阵的估计。然后，基于矩阵S的估计，我们设计了一种离散自适应算法来计算与每个跟随器相关联的调节器方程的解，并获得估计的前馈控制增益。最后，利用自适应分布式观测器，通过状态反馈和输出反馈自适应分布式控制律，解决了离散线性多智能体系统的协作输出调节问题.
2017-03-30 math.OC
Iterative observer-based state and parameter estimation for linear systems
针对后向输出可镇定的系统，提出了一种利用时间间隔[0，T]上的测量值进行状态和参数估计联合估计的迭代法。由于该时间间隔是固定的，因此初态中的误差可能对参数估计具有很大影响。我们建议使用来回轻推（BFN）方法估计系统的初态和BFN迭代之间的高斯-牛顿步骤估计系统参数。利用BFN方法的最优性的结果，我们表明，对于系统的斜伴随发电机，初态和参数估计最小化的输出误差成本功能是一个吸性不动点的方法。我们处理线性源估计和双线性参数估计问题。
2016-09-22 math.OC
A Geometric Observer for Scene Reconstruction Using Plenoptic Cameras
本文提出了一种用于从由双平面光场（全光）相机获得的测量序列生成场景的深度图的观察者。该观测器基于梯度下降法。运动的使用允许在场景包含不足以使静态估计方法工作的纹理的情况下估计深度图。提供了一个严谨的分析的稳定性的观察员误差，并在仿真中进行了测试，证明收敛行为的观察员。
2018-09-21 math.OC
Design of Globally Exponentially Convergent Continuous Observers for Velocity Bias and State for Systems on Real Matrix Groups
我们提出了有限维矩阵李群上不变运动系统的全局指数收敛连续观测器。这样的观测器估计，从地标，矢量和偏置速度的测量，系统状态和速度测量中的未知常数偏置，其中状态属于状态空间李群和速度的李群的李代数。其主要技术是将定义在矩阵李群上的给定系统嵌入到欧几里得空间中，并在欧几里得空间中构造观测器。用三维空间中的特殊欧氏群来说明这个理论。
2019-09-23 cs.SY eess.SY math.OC
Observer Design for (max,plus) Linear System
本文研究极大加线性系的状态估计。这种估计是按照经典线性系的观测器方法的思想进行的。假设系统矩阵是已知的，并且使用输入和输出的观测来计算估计状态。观测器的设计是基于剩余理论，适用于处理幂等半环上的线性映射反演问题。
2013-06-05 math.OC
Joint Parameter and State Estimation of Noisy Discrete-Time Nonlinear Systems: A Supervisory Multi-Observer Approach
本文提出了两种联合估计离散时间非线性系统的参数和状态的方案，其中存在有界干扰和噪声，参数属于一个已知的紧集。该方案是基于采样的参数空间和设计一个状态观测器的每个样本。一个监督者在每个时刻选择这些观测器之一来产生参数和状态估计。在第一种方案中，参数和状态估计保证在有限时间内收敛于其真实值的一定裕度内，假设使用足够大数量的观测器，并且除了其他观测器设计条件之外还满足激励持续性条件。该收敛裕度由用户可以任意选择的小的部分和由噪声电平确定的部分构成。第二种方案利用参数估计的收敛特性对参数子空间进行后续放大，以实现给定数量的观察者的更严格的裕度。数值算例表明了这两种格式的优点。
2021-09-30 math.OC
Continuous globally exponential rigid-body angular velocity estimation from attitude measurements
本文提出了一种利用直接姿态测量对刚体角速度进行全局一致指数估计的连续解。该观测器是在$\mathbb{R}^3\times\mathbb{R}^3\times\mathbb{R}^3$上设计的，而不是在固有几何结构$\mathtt{SO}(3)\times\mathbb{R}^3$上设计的，这使得观测器的结构简单，是系统的副本加上一些校正项，以及简单的经典李雅普诺夫稳定性证明。通过一个简单的仿真场景的观察者的性能示出。
2016-11-16 math.OC
PDE Traffic Observer Validated on Freeway Data
基于Aw-Rascle-Zhang（ARZ）偏微分方程（PDE）模型，提出了一种边界观测器，用于高速公路拥挤状态的估计。交通状态估计是指从部分观测到的交通数据中获取交通状态信息。由于高速公路对实时交通信息的可访问性有限，这个问题与高速公路有关。我们提出了一种模型驱动的方法，在该方法中，在高速公路段的聚合交通状态的估计得到简单的流量和速度的边界测量的初态的知识。宏观交通动力学由ARZ模型表示，该模型由交通密度和速度的$2 \times 2$耦合非线性双曲偏微分方程组成。通过对线性化ARZ模型的分析，提出了一种适用于拥挤交通状态的异向双曲偏微分方程模型。利用空间变换和偏微分反推方法，我们构造了一个边界观测器，该观测器由一个非线性对象的拷贝和边界测量误差的输出注入组成。为估计误差系统设计了输出注入增益，使得误差系统在$L^2$范数下指数稳定，并保证有限时间收敛到零。通过数值模拟验证了边界观测器设计的有效性。在数据验证中，我们校准了ARZ模型的模型参数，然后使用车辆轨迹数据来测试观测器设计的性能。
2019-06-06 math.OC
Hybrid dead-beat observers for a class of nonlinear systems
本文研究了一类非线性系统的降阶或全阶无差拍观测器问题。利用有限时间强可观测性的概念，提出了一种新的混合观测器设计策略。所提出的方法被应用到一个间歇式反应器，其中的混合无差拍观测器得到的浓度变量的精确测量的情况下。此外，该观测器用于正弦信号频率的估计。结果表明，即使信号被高频噪声破坏，也可以提供准确的估计。
2010-05-28 math.OC
An approximation of the Bayesian state observer with Markov chain Monte Carlo propagation stage
本文提出一种结合马尔可夫链蒙特卡洛传播和核密度估计的贝叶斯状态观测器分段线性近似方法，以合理计算成本提升高度非线性非高斯系统的状态估计性能，并通过与扩展卡尔曼滤波器和粒子滤波器的基准对比验证其有效性。
2022-04-29 math.OC
A Generalized Cubic Observer for State Estimation of Linear Systems
本文将最近提出的一种非线性观测器（立方观测器）推广应用于具有未知输入和时滞的线性系的状态估计。这里提出的广义结构，使得它有可能建立一个类似的线性观测器的性能优势。讨论了时滞线性系的收敛准则、性能优势、未知输入三次观测器和观测器设计。最后给出了一个仿真实例。
2019-12-18 cs.SY eess.SY math.DS
On the Design of Hybrid Pose and Velocity-bias Observers on Lie Group SE(3)
University of Western Ontario（韦仕敦大学）；Lakehead University（湖首大学）
本文提出了一种在SE(3)上设计全局指数稳定的不变观测器方案，用于姿态和速度偏置估计，通过惯性向量和地标测量显式公式化，并实现了旋转误差动态与翻译动态的解耦。
2018-11-13 cs.SY eess.SY math.OC
A Rapid Fault Reconstruction Strategy Using a Bank of Sliding Mode Observers
提出了一种基于模型的滑模观测器快速故障检测与隔离策略。为了解决这个问题，提出了一种新的方案，通过自适应地结合由一个银行的观察员提供的信息。在这方面，一个新的结构的滑模观测器被认为是。然后，利用公知的递归最小二乘算法来适当地合并各个状态估计，使得更快地检测系统故障。推导了提高完美状态估计的必要条件，并通过李雅普诺夫直接法证明了整个系统的稳定性。通过数学分析和仿真，充分讨论了所提出的方案的优越性。
2019-04-23 math.OC
Generalized Parameter Estimation-based Observers: Application to Power Systems and Chemical-Biological Reactors
本文提出了一种新的非线性系统状态观测器设计方法。它由最近推出的参数估计为基础的观测器，这是适用于系统验证一个特定的代数约束的扩展。与以前的观测器相比，新的观测器避免了实现可能阻碍其实际应用的开环积分的需要。我们给出了两个版本的观察者，一个是确保渐近收敛，第二个是在有限时间内实现收敛。在这两种情况下，所需的激励条件严格弱于经典的持续激励假设。它表明，所提出的技术是适用于多机电力系统和化学-生物反应器的实际重要的例子。
2020-11-13 math.DS math.OC
Disturbance decoupled functional observers for fault estimation in nonlinear systems
针对非线性系统的状态函数估计与故障估计问题，本文推导低阶线性干扰解耦函数观测器存在的充要条件，并通过化学反应器案例验证其应用。
2023-07-18 cs.SY eess.SY math.OC
Interval observer for uncertain time-varying SIR-SI epidemiological model of vector-borne disease
考虑了季节性变化的SIR-SI传染病模型的状态估计问题。假设连续测量的发病率（即每单位时间内在主机人口的新感染的数量），一类区间观测器与估计依赖的增益构造，并提供渐近误差界。该合成方法是基于一个共同的线性李雅普诺夫函数的单调系统，代表的估计误差的演变搜索。
2018-03-07 math.OC
A simple approach to distributed observer design for linear systems
本文研究由观测器网络观测的连续时间线性时不变（LTI）系统的分布估计问题。网络中的每个观察者只能访问被观察系统的部分输出，并根据给定的网络图与其邻居进行通信。在本文中，我们恢复了已知的结果，即如果被观测系统是可观测的，并且网络图是强连通有向图，则存在分布式观测器。此外，估计误差可以收敛到零，在任何先验给定的衰减率。我们的方法导致了一个相对简单的证明这个结果，使用与原始网络图相关联的平衡图的镜像。我们的分布式观测器的数值设计减少到解决线性矩阵不等式（LMI）。网络中的每个观测器的状态维数等于被观测对象的状态维数。
2017-08-04 math.OC
Luenberger observers for infinite-dimensional systems, Back and Forth Nudging and application to a crystallization process
本文研究时变线性无穷维系统的观测器设计问题。我们解决的问题，在线估计的系统状态的输出通过渐近观测器，和离线估计的初态通过一个来回轻推（BFN）算法的问题。在这两种情况下，我们表明在弱可检测性假设下，一个Luenberger样的观察者可以重建所谓的可观测子空间的系统。然而，由于不需要精确的可观测性假设，一般只有弱收敛的观测器。为了证明强收敛性，需要对系统附加条件。我们提供了一个应用程序，我们的研究结果，一批结晶过程建模的一维传输方程与周期边界条件，在其中，我们试图估计的晶体尺寸分布的弦长分布。
2020-11-19 math.OC
Neural Network Based Nonlinear Observers
讨论了基于最小能量估计的非线性观测器。该方法依赖于由Hamilton-Jacobi-Bellman方程确定的输出注入算子，随后由神经网络近似。一个合适的最优化问题，允许学习网络参数的线性和非线性振荡器提出和数值研究。
2020-03-16 math.OC
Arctic Sea Ice State Estimation From Thermodynamic PDE Model
近年来北极海冰的快速减少激发了对北极海冰厚度的研究。全球气候模式描述的冰的厚度演变需要一个准确的空间温度分布的北极海冰。然而，在北极冰盖内部和整个冰盖测量完整的温度分布是不可行的。相反，通过从潜艇和卫星设备获取数据来测量冰的厚度是可行的。在本文中，我们开发了一个backstepping观测器算法来估计北极海冰模式的温度廓线，通过现有的海冰厚度和海冰表面温度的测量。观测器的设计严格的方式，驱动器的温度分布估计误差为零，无盐海冰模型。此外，通过数值模拟，利用所提出的观测器对含盐度的原始海冰模型的温度廓线进行了估计。与直接开环算法相比，仿真结果表明，我们的观测器设计实现了10倍的估计温度的收敛速度。
2019-01-30 math.OC
Luenberger-Type Cubic Observers for State Estimation of Linear Systems
本文提出一种新的非线性观测器，用于线性定常系统的状态估计。该观测器包含一个（非线性）立方项在其误差动态。“关于这篇文章的最终版本，请参阅Int. Jr.适应控制和信号处理。出版的版本和arxiv版本之间的差异是实质性的和重要的”
2020-06-03 cs.SY eess.SY math.DS
SO(3)-invariant asymptotic observers for dense depth field estimation based on visual data and known camera motion
DGA（法国国防采办局）；Mines-ParisTech（巴黎高等矿业学院）；SYSNAV
在本文中，我们使用已知的相机运动相关联的静态场景的视频序列，以估计和增量细化周围的深度场。我们利用亮度和深度场动态的SO（3）-不变性来定制标准的图像处理技术。受Horn-Schunck方法的启发，我们提出了一种SO（3）-不变代价来估计深度场。在每个时间步长，这提供了单位黎曼球面上的扩散方程，其被数值求解以获得整个视场的实时深度场估计。两个渐近观测器来自动力学的控制方程，分别基于光流和深度估计：实施噪声序列的合成图像以及真实数据，他们执行一个更强大和准确的深度估计。这种方法是互补的大多数方法采用状态观测器的范围估计，唯一关注单个或孤立的特征点。
2011-09-29 cs.CV math.OC
Observer Design for the State Estimation of Epidemic Processes
虽然适当地选择测量状态变量可以确保可观测性，但为流行病模型的状态估计设计状态观测器仍然是一项具有挑战性的任务。流行病传播是一个非线性过程，通常建模为质量作用定律，这是一个二次型，因此，在一个紧凑的域，其Lipschitz常数原来是本地和相对较大的，这使得现有的观测器架构的Lipschitz为基础的设计标准是不可行的。针对一类包含确定性传染病模型的非线性系统，提出了一种新的观测器结构，用于状态估计。建议的观察员提供额外的杠杆，以减少非线性的影响，估计误差动态，这是不可能在其他Luenberger类观察员。在局部Lipschitz假设和广义Lipschitz假设下，得到了估计误差渐近收敛到零的充分条件，即代数Riccati不等式.给出了代数Riccati不等式的线性矩阵不等式的等价形式。建议的观测器设计的有效性说明其应用程序上著名的SIDARTHE-V流行病模型。
2022-07-25 cs.SY eess.SY math.DS
Interconnected Observers for Robust Decentralized Estimation with Performance Guarantees and Optimized Connectivity Graph
出于对观测器的需求，即既对干扰具有鲁棒性，又保证估计误差快速收敛到零，我们提出了一种观测器的线性定常系统与噪声输出，由N个耦合观测器的连接图的组合。在图的每个节点处，这些互连的观测器的输出被定义为使用局部信息获得的估计的平均值。该观测器的输出的收敛速度和测量噪声的鲁棒性的特点是在$\mathcal{KL}$界。几个最优化问题，制定建议的观察员，以满足给定收敛速率规格，同时最小化的$H_\infty$增益从噪声估计或连接图的大小。它示出，互连的观察员放松众所周知的收敛速度收敛速率和噪声放大之间的权衡，这是一个属性归因于建议的创新项，在图中，耦合的估计之间的个别观察员。给出了仅涉及被控对象信息的充分条件，保证在图的每个节点得到的估计优于用单个标准Luenberger观测器得到的估计.在整个文件中的几个例子说明了结果。
2015-03-30 math.DS math.OC
Boundary Observer for Congested Freeway Traffic State Estimation via Aw-Rascle-Zhang model
基于Aw-Rascle-Zhang（ARZ）偏微分方程（PDE）模型，提出了一种边界观测器，用于高速公路拥挤状态的估计。交通状态估计是指从部分观测到的交通数据中获取交通状态信息。这个问题是相关的高速公路，由于其有限的访问实时交通信息。我们提出了一个边界观测器的设计，使在高速公路段的聚合交通状态的估计得到简单的流量和速度的边界测量。宏观交通动力学由ARZ模型表示，该模型由交通密度和速度的$2 \times 2$耦合非线性双曲偏微分方程组成。通过对线性化ARZ模型的分析，提出了一种适用于拥挤交通状态的异向双曲偏微分方程模型。利用空间变换和偏微分反推方法，构造了一个边界观测器，该观测器具有非线性对象的拷贝和边界测量误差的输出注入。针对线性化ARZ模型的误差系统设计了输出注入增益，保证了误差系统在$L^2$范数下的指数稳定性和有限时间收敛到零.仿真结果验证了在不知道初始条件的情况下，非线性ARZ模型的边界观测器设计的有效性。
2019-04-29 math.DS math.OC
Robust Stability of Suboptimal Moving Horizon Estimation using an Observer-Based Candidate Solution
本文针对非线性系统提出了一种次优滚动时域估计器。对于稳定性分析，我们转移的“可行性，意味着稳定性/鲁棒性”的范例从模型预测控制的上下文中的滚动时域估计在以下意义上：使用一个适当定义的，可行的候选人的解决方案的基础上的轨迹的辅助观察员，鲁棒稳定性的建议次优估计继承独立的地平线长度，即使没有进行优化。
2021-09-10 cs.SY eess.SY math.OC
On the solvability of parameter estimation-based observers for nonlinear systems
Polytechnique Montréal（蒙特利尔理工学院）；GERAD；ITAM（墨西哥自治技术学院）
本文研究了基于参数估计的观测器在非线性系统中的可解性，分析了可转换性和可识别性这两个关键性质，并提供了充分条件以确保其存在性。
2026-10-05 cs.SY eess.SY math.OC
Cooperative Estimation of 3D Target Motion via Networked Visual Motion Observer
Tokyo Institute of Technology（东京工业大学）
针对视觉传感器网络，提出一种称为网络化视觉运动观测器的协同估计机制，同时满足静态目标平均和动态目标跟踪，并推导了最终误差上界和分析了跟踪性能。
2011-07-26 cs.SY eess.SY math.OC
Attractive Ellipsoid Sliding Mode Observer Design for State of Charge Estimation of Lithium-ion Cells
这项工作研究了锂离子（Li离子）电池的荷电状态（SoC）的实时估计，以实现可靠，安全和高效的利用。设计了一种新的基于吸引椭球的滑模观测器（AESMO）算法来实时估计SoC。该算法利用标准的等效电路模型的锂离子电池，并提供了可靠和有效的SoC估计的存在有界的不确定性的电池参数以及外源干扰。观测器设计的理论框架不仅限于锂离子电池的SoC估计问题，而是适用于更广泛的一类非线性系统的匹配和失配的不确定性。所提出的观测器的主要优点是提供一个快速和最佳的SoC估计的基础上最小化的不确定性界。利用混合脉冲功率特性测试（HPPC）和城市测功机行驶工况测试（UDDS）数据对所提出的方法进行了实验测试和评价，验证了该方法的有效性和可行性。
2020-08-16 cs.SY eess.SY math.OC
Comparing Kalman Filters and Observers for Power System Dynamic State Estimation with Model Uncertainty and Malicious Cyber Attacks
University of Central Florida（中佛罗里达大学）；the University of Texas at San Antonio（德克萨斯大学圣安东尼奥分校）；Southern Methodist University（南卫理公会大学）
本文比较了卡尔曼滤波器与观测器在处理电力系统动态状态估计中的模型不确定性及网络攻击问题，通过测试发现CKF和观测器在鲁棒性上更优。
2018-06-29 cs.SY eess.SY math.OC
Dynamic State Estimation under Cyber Attacks: A Comparative Study of Kalman Filters and Observers
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Purdue University（普渡大学）
本文研究了在存在未知输入和潜在攻击向量的情况下，利用同步相量测量数据进行实时智能电网监控的动态状态估计方法，比较了立方卡尔曼滤波器和动态观测器的性能。
2015-08-28 cs.SY eess.SY math.OC
Parameterization-Free Observer Design for Nonlinear Systems: Application to the State Estimation of Networked SIR Epidemics
本文提出了一种无需对系统非线性进行参数化的观测器设计方法，仅依赖系统矩阵并适用于任意非线性系统，通过建立渐近和指数收敛准则，成功实现了在测量噪声下对网络化SIR流行病模型状态的准确估计。
2023-04-07 cs.SY eess.SY math.OC
Adaptive Dead-Zone Dual Sliding Mode Observer for Reliable Electrochemical Model-Based SOC Estimation
Fuyao University of Science and Technology（福耀科技大学）；Southwest Jiaotong University（西南交通大学）；VITO（弗拉芒技术研究所）；EnergyVille（能源村）；Hasselt University（哈瑟尔特大学）
针对电化学模型SOC估计的参数变化、非线性等挑战，提出基于改进单粒子模型的自适应死区双滑模观测器，通过李雅普诺夫推导的死区控制参数更新，在多工况下精度、收敛速度、计算效率和老化鲁棒性均优于传统方法，适用于实时电池管理。
2026-10-16 cs.SY eess.SY math.OC
Adaptive Observers and Parameter Estimation for a Class of Systems Nonlinear in the Parameters
University of Leicester（莱斯特大学）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
针对参数非线性的一类常微分方程系统，基于弱吸引集和非均匀收敛概念，提出状态与参数渐近重构方法，推广了传统自适应观测器设计。
2013-06-21 cs.SY eess.SY math.DS
A bundle framework for observer design on smooth manifolds with symmetry
本文提出了一种在李群作用流形上设计非线性观测器的束框架。流形上的群作用将流形分解为商结构和轨道空间，整个系统的观测器设计问题分解为轨道（群空间）上的设计和商空间上的设计。整篇文章的重点是呈现一个总体的几何结构;特别强调了群作用是自由的特殊情况。基于梯度的观测器设计李群给予明确的关注。通过将它们应用于众所周知的例子，其中包括行动的$\mathbb{SO}(3)$上$\mathbb{R}^3 \setminus \{0\}$和同时定位和映射（SLAM）的问题，说明开发的概念。
2021-07-12 cs.SY eess.SY math.OC
Proximal observers for secure state estimation
Univ. Lille, CNRS, Inria, Centrale Lille, UMR 9189 CRIStAL（里尔大学、法国国家科学研究中心、法国国家信息与自动化研究所、里尔中央理工学院）；Université de Lyon, (Université Claude Bernard, CNRS UMR 5007)（里昂大学（克莱贝尔·伯纳德大学、法国国家科学研究中心））；Univ. Gustave Eiffel, Inria（格扎维埃·埃菲尔大学、法国国家信息与自动化研究所）
本文提出了一种通用框架，用于设计对一类离散时间非线性系统具有鲁棒性的状态估计器，通过最小化非光滑凸函数来获得鲁棒的状态估计器，基于近似算子定义，并证明在无噪声情况下误差渐近消失。
2026-05-12 cs.SY eess.SY math.OC
Optimal State Estimation Synthesis over Unreliable Network in Presence of Denial-of-Service Attack: an Operator Framework Approach
在本文中，我们考虑的状态估计问题存在的拒绝服务（DoS）攻击。我们制定了这个问题作为一个状态估计问题的工厂切换测量输出。在没有攻击的情况下，状态估计器可以访问所有测量的输出，然而，在存在攻击的情况下，只有所有测量的子集可用于状态估计器。我们试图找到一个状态估计，结果在最坏情况下的攻击策略的最小估计误差。首先，我们参数化的所有状态估计器，导致在最坏情况下的攻击场景的稳定估计误差的集合。然后，我们将证明，在这个集合中的任何状态估计器可以被写为一个广义的Luenberger观测器与一个适当定义的增益。一般来说，这种双稳态增益可以是一个算子，并且可能是无界的，这与经典的静态双稳态增益相反。此外，我们将证明，找到最佳的状态估计器，结果在最小的估计误差可以作为一个凸规划的观测器运营商增益的稳定因素。这种优化在实际上是线性规划而易处理的.
2019-07-24 cs.SY eess.SY math.OC
Real-time Estimation of Bound Water Concentration during Lyophilization with Temperature-based State Observers
本文提出一种基于温度状态观测器的方法，通过结合温度测量与传热及解吸动力学机理，在冷冻干燥二次干燥阶段无需在线浓度测量即可实时准确估计结合水浓度，并可用于其他解吸过程的监测与控制。
2024-09-21 cs.SY eess.SY math.OC
Safe Learning-based Observers for Unknown Nonlinear Systems using Bayesian Optimization
Mitsubishi Electric Research Laboratories（三菱电机研究实验室）
从具有未知动态的动力系统生成的数据使得状态观测器能够学习：对建模误差具有鲁棒性，在计算上易于设计，并且能够以保证的性能操作。本文提出了一种模块化的设计方法，它包括三个设计阶段：（i）初始鲁棒观测器设计，使之能够在不允许状态估计误差发散的情况下学习动态（ii）学习阶段，其中使用贝叶斯优化和高斯过程来估计未建模分量;以及（iii）重新设计阶段，其利用所学习的动态来改进所述状态估计误差的收敛速率。我们提出的基于学习的观测器的潜力是证明在一个基准非线性系统。此外，还提供了保证估计性能的证书。
2021-06-25 cs.LG cs.SY eess.SY
Inertial-sensor bias estimation from brightness/depth images and based on SO(3)-invariant integro/partial-differential equations on the unit sphere
与移动对象的测量的线速度和角速度相关联的恒定偏差可以通过嵌入式亮度和深度传感器从静态场景的测量来估计。我们在这里提出了一个基于Lyapunov的观察者利用的SO（3）-不变性的偏微分方程所满足的测量亮度和深度场。由此产生的渐近观测器是由一个非线性积分/偏微分系统，其中两个独立的标量变量索引的像素生活在三维欧几里德空间的单位球。观测器的设计和分析大大简化了坐标自由微分学上的单位球配备其自然黎曼结构。在目标运动及其场景的C^1正则性假设下，研究了观测器的收敛性。它依赖于Ascoli-Arzela定理和观测器轨迹的预紧性。证明了估计偏差收敛于真实偏差的充要条件是场景不具有圆柱对称性。观察者设计可以适应现实的传感器，其中亮度和深度数据仅在单位球体的子集上可用。初步模拟与合成亮度和深度图像（被噪声破坏约10%）表明，这种基于李雅普诺夫观测器应该是强大的，收敛的弱得多的规律性假设。
2013-09-09 math.AP math.OC
