狀態觀測器的主要作用是估計系統狀態變數的值，即使這些變數在實際中難以直接測量。它們在控制系統中扮演著關鍵角色，特別是在那些感測器無法測量所有重要狀態變數的情況下。以下是狀態觀測器的幾個主要作用：
狀態反饋技術實現：狀態觀測器使得狀態反饋技術的實現成為可能，這在控制工程中是非常重要的。
擾動補償：通過狀態觀測器，系統可以複製擾動，從而實現對擾動的完全補償。
感測器補充：在感測器無法測量某些信號的情況下，狀態觀測器可以補充這些信息，例如在電機控制系統中觀測速度和負載轉矩。
提高感測器精度：狀態觀測器有時還能提高現有感測器的精度。
極點配置：在現代控制理論中，狀態反饋對於系統極點配置是非常有效的，而狀態觀測器提供了獲取這些狀態變數的手段。
估計不可測狀態：對於一些實際物理系統中無法直接獲得的狀態變數，觀測器可以通過建模和計算來估計這些狀態。
然而，狀態觀測器的設計和使用也面臨一些挑戰，例如需要對被控對象進行精確建模，因為模型的準確性會直接影響到觀測器的性能。此外，觀測器的設計通常涉及複雜的數學和系統理論，包括狀態空間模型的構建和極點配置等步驟。