摘要:Fal函数是非线性扩张状态观测器(Fal\_NESO)的核心单元,其构成的滤波器(FalFilter)对于控制系统的性能也具有重要影响.通过对FalFilter和Fal函数的性能分析,提出一种在定义域内连续可导且只有一个待整定参数的CFal函数,并证明了由CFal函数构成滤波器(CFalFilter)和非线性扩张状态观测器(CFal\_NESO)的可行性.然后,联合CFalFilter和CFal\_NESO,得到一种带滤波器的新型观测器(CFalFilter-CFal\_NESO),用于处理测量环节含噪声干扰的情况.最后,通过典型实例将CFal函数与两个改进的Fal函数进行对比实验,实验结果表明,在跟踪速度趋近条件下,~CFalFilter滤波效果最佳;仅改变Fal函数参数,~CFal\_NESO能够更好的提取噪声环境中的信号状态,同时也减小了因观测器阶数增加而带来的参数整定困难;在不改变参数条件下,~CFalFilter-CFal\_NESO进一步提高了对带有测量噪声的信号的状态跟踪性能.本文所提CFalFilter、CFal\_NESO和CFalFilter-CFal\_NESO对于大多数非线性、高阶系统的滤波和观测均能适用,具有重要学术意义和实际应用价值.