Zustandsbeobachter
Zustandsbeobachter sind Algorithmen aus der Regelungstechnik, die aus bekannten Eingangsgrößen (z. B. Stellgrößen oder messbaren Störgrößen) und Ausgangsgrößen (Messgrößen) eines beobachteten Referenzsystems nicht messbare Größen (Zustände) rekonstruieren. Eingesetzt werden Beobachter z. B. bei Zustandsreglern zur Rekonstruktion nicht messbarer Zustandsgrößen, bei zeitdiskreten Regelungen, bei dene
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n die Messgröße nicht in jedem Zyklus aktualisiert werden kann oder in der Messtechnik als Ersatz für technisch oder wirtschaftlich nicht mögliche Messungen.
Beobachter können aber auch eingesetzt werden, um anhand einzelner Messgrößen beispielsweise den Betrieb zu kontrollieren und aus dem Abgleich verschiedener Messgrößen den Betriebszustand abzuleiten und nur in dem Fall eine Störung zu melden, in dem auffällige Werte gemessen werden. Durch die Verwendung von Zustandsbeobachtern können Systeme mit weniger direkten Sensoren überwacht werden, da sie den internen Zustand des Systems aus den verfügbaren Eingangs- und Ausgangsdaten rekonstruieren können.
In Bezug auf Datensuffizienz bedeutet dies, dass mit einem Zustandsbeobachter möglicherweise weniger Daten benötigt werden, um den Zustand eines Systems zu überwachen oder zu steuern, da der Beobachter durch den internen Zustand des Systems auf Daten schließen kann, die nicht direkt gemessen werden müssen. Dies kann besonders nützlich sein, wenn direkte Messungen teuer, schwierig oder ungenau sind. Der Zustandsbeobachter kann die vorhandenen Daten optimal nutzen, um genaue Schätzungen des Systemzustands zu erhalten.