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1[7급 국가직 자동제어] 21년 1회차
전달함수 G(s)=4s2+2s+4G(s)=\dfrac{4}{s^2+2s+4}를 다음의 상태공간방정식으로 나타낼 때, abab의 값은?
x˙=[−13−3−1]x+[0a]u\dot{x}=\begin{bmatrix}-1&\sqrt{3}\\-\sqrt{3}&-1\end{bmatrix}x+\begin{bmatrix}0\\a\end{bmatrix}u
y=[b0]xy=\begin{bmatrix}b&0\end{bmatrix}x
1
13\dfrac{1}{\sqrt{3}}
2
23\dfrac{2}{\sqrt{3}}
3
33\dfrac{3}{\sqrt{3}}
4
43\dfrac{4}{\sqrt{3}}
해설

abab의 값은 43\dfrac{4}{\sqrt{3}}이다.

(sI−A)−1=1(s+1)2+3[s+13−3s+1](sI-A)^{-1}=\dfrac{1}{(s+1)^2+3}\begin{bmatrix}s+1&\sqrt{3}\\-\sqrt{3}&s+1\end{bmatrix}, 분모 =s2+2s+4=s^2+2s+4

C(sI−A)−1B=1s2+2s+4[b0][3a(s+1)a]=3abs2+2s+4C(sI-A)^{-1}B=\dfrac{1}{s^2+2s+4}\begin{bmatrix}b&0\end{bmatrix}\begin{bmatrix}\sqrt{3}a\\(s+1)a\end{bmatrix}=\dfrac{\sqrt{3}ab}{s^2+2s+4}
분자 비교: 3ab=4⇒ab=43\sqrt{3}ab=4\Rightarrow ab=\dfrac{4}{\sqrt{3}}

  • 13\dfrac{1}{\sqrt{3}}은 분자 이득을 4가 아닌 1로 본 값이다.
  • 23\dfrac{2}{\sqrt{3}}은 이득 4 대신 고유진동수 ωn=2\omega_n=2를 쓴 값이다.
  • 33\dfrac{3}{\sqrt{3}}은 분자를 3으로 둔 값으로 주어진 전달함수와 맞지 않는다.

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