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1[전기기사 필기] 20년 3회차
시스템행렬 A가 다음과 같을 때 상태천이행렬을 구하면?
A=[01−2−3]A=\begin{bmatrix}0&1\\-2&-3\end{bmatrix}
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해설

주어진 행렬에 대해 sI−A=[s−12s+3]sI-A=\begin{bmatrix} s & -1 \\ 2 & s+3 \end{bmatrix}이고, det⁡(sI−A)=s2+3s+2=(s+1)(s+2)\det(sI-A)=s^2+3s+2=(s+1)(s+2)이다.
따라서 (sI−A)−1=1(s+1)(s+2)[s+31−2s](sI-A)^{-1}=\frac{1}{(s+1)(s+2)}\begin{bmatrix} s+3 & 1 \\ -2 & s \end{bmatrix}이다.
각 성분을 부분분수로 나누어 역라플라스변환하면 s+3(s+1)(s+2)\frac{s+3}{(s+1)(s+2)}는 2e−t−e−2t2e^{-t}-e^{-2t}, 1(s+1)(s+2)\frac{1}{(s+1)(s+2)}는 e−t−e−2te^{-t}-e^{-2t}, −2(s+1)(s+2)\frac{-2}{(s+1)(s+2)}는 −2e−t+2e−2t-2e^{-t}+2e^{-2t}, s(s+1)(s+2)\frac{s}{(s+1)(s+2)}는 −e−t+2e−2t-e^{-t}+2e^{-2t}가 된다.
그러므로 상태천이행렬은 [2e−t−e−2te−t−e−2t−2e−t+2e−2t−e−t+2e−2t]\begin{bmatrix} 2e^{-t}-e^{-2t} & e^{-t}-e^{-2t} \\ -2e^{-t}+2e^{-2t} & -e^{-t}+2e^{-2t} \end{bmatrix}이다.

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