Arten von staatlichen Beobachtern / Schätzern, die in der Branche aktiv eingesetzt werden?

Die meisten einführenden Bücher zur Steuerungstheorie beginnen ihren Teil der Zustandsbeobachtung normalerweise mit der Einführung des Luenberger-Beobachters, und danach können sie mit der Einführung des Kalman-Filters fortfahren . Beim Lesen von Artikeln aus Fachzeitschriften bin ich auch auf alle Arten von ausgefallenen nichtlinearen Schätzmethoden gestoßen (Beobachter im Gleitmodus, passive Beobachter usw.).

Aus meiner kurzen Erfahrung scheint es jedoch nur eine Art von Zustandsschätzungsmethode zu geben, die außerhalb der Wissenschaft verwendet wird: den Kalman-Filter.

Ist meine Beobachtung korrekt oder werden auch andere Typen verwendet? Wenn ja, warum wird der Kalman-Filter so überwiegend gegenüber anderen staatlichen Beobachtern eingesetzt? Liegt es daran, dass es ziemlich einfach zu implementieren ist?

Ich kann nur für die Branche sprechen, in der ich gearbeitet habe (schwere Maschinen). Ich habe nur Kalman-Filter gesehen, die in der Praxis als Beobachter verwendet wurden.

Die meisten Datenquellen in schweren Maschinen sind in der Regel ziemlich verrauscht (Druck- oder Beschleunigungssensoren). Kalman-Filter (im Vergleich zu einfacheren Luenberger-Beobachtern) bieten eine bessere Elastizität bei hohen Geräuschpegeln. Ich habe gesehen, dass sie sich insgesamt robuster verhalten als Luenberger-Beobachter. Ich habe erweiterte Kalman-Filter gesehen, die auch in nichtlinearen Systemen für die Sensorfusion verwendet werden.

Die verschiedenen ausgefalleneren Methoden können häufig erhöhte Rechenanforderungen haben, die die Implementierung in eingebetteten Mikroprozessoren erschweren. Darüber hinaus bedeutet die allgemeine Beliebtheit von Kalman-Filtern, dass Manager und Ingenieure außerhalb der Kontrollbereiche mit höherer Wahrscheinlichkeit zumindest zuvor davon gehört haben. Diese Art der "Markenbekanntheit" kann hilfreich sein, wenn eine Lösung intern in einem großen Unternehmen verkauft wird, das sich nicht auf Kontrollen konzentriert. Gleichzeitig ist die Unterstützung in verschiedenen Bibliotheken oder in Paketen wie Simulink / Matlab ziemlich alt und wurde bereits erheblich auf Stress getestet.

Ich weiß, dass Luenberger und Gleitmodusbeobachter in feldorientierten Steueralgorithmen verwendet werden, um die Rotorposition und -geschwindigkeit von Permanentmagnet-Synchronmaschinen (PMSM) abzuschätzen. Hier ist ein Whitepaper von TI, in dem der Beobachter im Gleitmodus erwähnt wird. Und hier ist ein Whitepaper von Freescale , in dem der Luenberger-Beobachter erwähnt wird. Hier ist ein anderer von Freescale , der über den Gleitmodusbeobachter spricht.