实际系统运行过程中通常存在状态不可测问题,因而构建一个集中的状态观测器对不可测状态进行观测,为系统的监测或控制提供必要依据。然而,随着系统的规模越来越大,系统的状态分散在不同的位置,集中式的状态观测器难以满足实际要求,往往存在计算时间长、通信要求高、灵活性不够等问题。因此,集中式观测器设计方式逐渐被分布式估计器设计所代替。本文针对上述问题,研究分布式Luenberger观测器设计方法,以及基于扩展卡尔曼滤波的分布式状态估计,并在典型化工过程系统进行仿真验证。首先,对估算器进行了回顾,包括状态估计设计的概念主要难点。简要回顾了Luenberger观测器、卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波的设计过程。其次,针对复杂系统设计了一个分布式Luenberger观测器框架,为每个子系统设计了子观测器,每个局部观测器都是基于子系统模型基础上设计的。通过一个数值算例验证了其估计性能,并与集中式Luenberger观测器进行了比较。此外,还考虑了连续搅拌罐反应器系统仿真,以验证分布式Luenberger观测器设计方法的效果。最后,研究了一个分布式扩展卡尔曼滤波器设计方法,通过使用迭代方法接近集中式观测器的目标。所提出的状态估计器由多个局部估计器组成,每个局部状态估计器通过局部测量来进行估计,并通过与相邻估计器通信来弥补信息的不足。在仿真中,采用了一个数值示例并与集中式观测器行了比较。进而,利用连续搅拌罐反应器系统仿真来验证方法的有效性。