伺服控制回路使用传感器反馈来确定系统的实际状态（位置，速度或扭矩）是否匹配命令状态。但传感器反馈并不完美 - 即使是高质量的编码器和传感器也可以引入噪声，阶段滞后和测量中的其他误差。提高伺服控制系统反馈的一种方法是增强传感器输入，其中输入输入观察者。
观测器是一种将来自传感器的反馈与控制系统的其他信息相结合而产生的算法观察到的比基本反馈信号更准确，更可靠的反馈信号。
运动控制中使用的常见观察模型是Luenberger观察者，它使用楷模植物和传感器并联物理植物和传感器。
在控制理论中，植物是拍摄输入并产生输出的系统。在伺服系统中，这通常是伺服电动机驱动诸如致动器的机械传动部件。
这从植物和传感器模型的输出是观测输出。但即使是这观察到的输出包含错误，因为模型不是实际工厂和传感器的完美表示。因此，由观察到的输出产生的错误信号通过观察者补偿器路由回模型 - 通常是常见的PI或PID控制器-进一步减小观测信号中的误差。这样，即使模型中的小错误也能得到纠正观察到的状态该植物成为了良好的代表实际工厂。现在，观察到的状态可以用来关闭实际装置的控制回路。
图片来源:G. Ellis，控制系统设计指南
观察者模型可以用查找表(比较已知的输入值和已知的输出行为)或用描述输入和输出的算法来创建。在自动整定过程中，观测器对模型进行修正，而在正常的闭环运行过程中，观测器使用模型对控制回路进行修正。
图片来源:Horizon Solutions
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观察者可用于生产更准确的定位，速度控制，加速度控制，甚至可以补偿杰(加速度的突然变化通常是由系统的摩擦或摩擦力引起的)。类似地，负载观察者可以估计电机上的机械负载——包括突然的扭矩或惯性变化等扰动——并对负载进行补偿。这允许控制回路对待电机就像它是卸载的，使电机控制更容易为伺服系统。随着时间的推移，负载观测器还可以补偿由于机械磨损造成的行为变化，因此无需重新调整系统，性能仍然保持一致。
其他控制方法，如PIV控制或前馈控制，也可以提高伺服系统的性能，但是当尽管需要广泛变化的负载或需要极快的稳定时间时，仍然需要观察者控制。
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