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어떤 선형 시불변계의 상태방정식이 다음과 같을 때, 상태천이행렬 \phi(t) 상세 페이지

1[전기기사 필기] 23년 2회차
어떤 선형 시불변계의 상태방정식이 다음과 같을 때, 상태천이행렬 ϕ(t)\phi(t)는? (단, A=[0012],B=[11]A=\begin{bmatrix}0 & 0 \\-1 & -2 \\\end{bmatrix}, B= \begin{bmatrix}1 \\1\end{bmatrix} 이다.)
x˙(t)=Ax(t)+Bu(t)\dot{x}(t) = Ax(t) + Bu(t)
1
[1012(e2t1)e2t]\begin{bmatrix}1&0 \\\dfrac{1}{2}(e^{-2t}-1)&e^{-2t}\end{bmatrix}
2
[10(e2t1)1]\begin{bmatrix}1&0 \\(e^{-2t}-1)&1\end{bmatrix}
3
[10(e2t1)e2t]\begin{bmatrix}1&0 \\(e^{-2t}-1)&e^{2t}\end{bmatrix}
4
[10(e3t1)/2e3t]\begin{bmatrix}1&0 \\(e^{-3t}-1)/2&e^{-3t}\end{bmatrix}
해설
(sIA)1=[s01s+2]1=[1s01s(s+2)1s+2](sI-A)^{-1}=\begin{bmatrix}s&0\\1&s+2\end{bmatrix}^{-1}=\begin{bmatrix}\frac{1}{s}&0\\-\frac{1}{s(s+2)}&\frac{1}{s+2}\end{bmatrix}이고, 이를 라플라스 역변환하면 ϕ(t)=[1012(e2t1)e2t]\phi(t)=\begin{bmatrix}1&0\\\frac{1}{2}(e^{-2t}-1)&e^{-2t}\end{bmatrix}가 되어 정답은 ①이다.

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