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1[철도신호기사 필기] 04년 1회차
다음의 상태선도에서 가관측성(observability)에 대해 설명한 것 중 옳은 것은?
문제 이미지
1
x1은 관측할 수 없다.
2
x2은 관측할 수 없다.
3
x1, x2 모두 관측할 수 없다.
4
이 계통은 완전히 가관측에 있다.
해설

출력 c(t)c(t) 로 가는 경로를 선도에서 되짚으면 x1x_1 만 출력에 연결되어 있고 x2x_2 에서 출력으로 이어지는 가지가 없으므로, 이 계통은 x2x_2 를 관측할 수 없다.

선도를 식으로 옮기면 다음과 같다.
입력에 이득 1로 들어가 적분기 s−1s^{-1} 와 이득 −1-1 의 되먹임을 거치는 가지에서 x˙2=−x2+u\dot{x}_2=-x_2+u,
입력에 이득 3으로 들어가 적분기 s−1s^{-1} 와 이득 −2-2 의 되먹임을 거치는 가지에서 x˙1=−2x1+3u\dot{x}_1=-2x_1+3u,
그리고 x1x_1 에 이득 1이 붙어 c(t)=x1c(t)=x_1 이 된다. 두 상태변수 사이를 잇는 가지가 없다는 점이 핵심이다.

따라서 C=[ 1  0 ]C=[\,1\ \ 0\,], CA=[ −2  0 ]CA=[\,-2\ \ 0\,] 로 관측가능성 행렬의 두 행이 서로 비례해 rank 1 로 계수가 부족하다. x1x_1 은 출력 그 자체이므로 관측되고, 두 변수 모두 관측 불가라거나 완전 가관측이라는 서술은 성립하지 않는다.

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