(Created page with "<math>\begin{pmatrix} x & y \\ z & v \end{pmatrix}</math>")
 
Line 1: Line 1:
<math>\begin{pmatrix}
+
p1  a)    <math>A=\begin{bmatrix}
x & y \\
+
-1      &  1      \\
z & v
+
0      &  -2
\end{pmatrix}</math>
+
\end{bmatrix}</math>
 +
<math>X(t)=\begin{bmatrix}
 +
X_1(t)    \\
 +
X_2(t)   
 +
\end{bmatrix} </math>
 +
 
 +
<math> \dot{x}_1(t)=-X_1(t)+X_2(t)
 +
        \dot{x}_2(t)=-2X_2(t)
 +
 
 +
  <math>\Phi(t)=\begin{bmatrix}
 +
\Phi_1(t)  & \Phi_2(t)      \\
 +
\end{bmatrix} </math>
 +
For <math> \Phi_1(t) assume  <math>X_(0) =\begin{bmatrix}
 +
1    \\
 +
0   
 +
\end{bmatrix} </math>
 +
 
 +
 
 +
 
 +
\therefore<math>\Phi_1(t)=\begin{bmatrix}
 +
e^-t  \\
 +
0   
 +
\end{bmatrix} </math>
 +
 
 +
For<math>\Phi_2(t) assume  X_(0)=\begin{bmatrix}
 +
0  \\
 +
1   
 +
\end{bmatrix} </math>
 +
 
 +
<math>X_2(t)=
 +
 
 +
<math>\Phi_(t)=
 +
<math>\Phi_(t_1  t)=\Phi_( t)\Phi_(t)^-1
 +
 
 +
b)      <math>A=\begin{bmatrix}
 +
-cost    & cost    \\
 +
0      &  -2cost
 +
\end{bmatrix}</math>
 +
 
 +
  <math>\Phi_(t)=e^\begin{matrix} \int_{0}^{t} A\, \mathrm{d}t \end{matrix}</math>
 +
=\begin{bmatrix}             
 +
  e^\sin t    & 0    \\
 +
0      & e^2\sin t   
 +
\end{bmatrix}</math>
 +
\begin{bmatrix}
 +
  1    & - \sin t  \\
 +
  0      & 1 
 +
\end{bmatrix}</math>=\begin{bmatrix} e^\sin t    &  - \sin te^ \sin t  \\
 +
0      & e^2\sin t   
 +
\end{bmatrix}</math>
 +
 
 +
<math>\Phi_(t_1  t)=\Phi_( t)\cdot \Phi_(t)^-1</math>=\begin{bmatrix}
 +
    &        \\
 +
0      & 
 +
\end{bmatrix}</math>
 +
 
 +
p2 a)  <math>\left| {\lambda\Iota-A} \right|=\begin{bmatrix}
 +
\lambda+2      &  -2    \\
 +
1    &  \lambda-1
 +
\end{bmatrix}</math>
 +
 
 +
<math>\lambda_1 =0  \lambda_2=-1
 +
Marginally  stable ,not  asy ,stable
 +
 
 +
 
 +
b)  <math>c=\begin{bmatrix}
 +
B      &  AB   
 +
\end{bmatrix}</math>=<math>\begin{bmatrix}
 +
1      &  0    \\
 +
1      &  0
 +
\end{bmatrix}</math>
 +
rank=1
 +
not observable,  unobservable subspace<math> \left\{ {\begin{bmatrix}
 +
1    \\
 +
 +
\end{bmatrix} } \right\}
 +
c)  <math>0=\begin{bmatrix}
 +
C    \\
 +
CA   
 +
\end{bmatrix} </math>=<math>\begin{bmatrix}
 +
1      &  -1      \\
 +
-1    &  1
 +
\end{bmatrix}</math>
 +
 
 +
rank=1
 +
not observable,  unobservable subspace<math> \left\{ {\begin{bmatrix}
 +
1    \\
 +
-1   
 +
\end{bmatrix} } \right\}
 +
 
 +
d)
 +
 
 +
e)  \therefore  talse
 +
 
 +
\therefore  talse
 +
 
 +
 
 +
 
 +
 
 +
f)  <math>A-BK=\begin{bmatrix}
 +
-2-k_1    & 2-k_2      \\
 +
-1-k_1    &  1-k_2
 +
\end{bmatrix}</math>
 +
<math>\left| {\lambda-A+BK} \right|=\lambda^2+\left( {a+b+1} \right)\lambda+3a+3-ab=0
 +
 
 +
\lambda_1 =-3  ang  \lambda_2=-1
 +
<math>\begin{cases}
 +
-3a + 9 -ab=0 \\
 +
2a - b+3-ab=0
 +
\end{cases}</math>
 +
 
 +
a=0 ,b=3  <math>k=\begin{bmatrix}
 +
0 & 3      \\
 +
\end{bmatrix} </math>
 +
 
 +
 
 +
g)<math>\begin{bmatrix}
 +
\lambda\Iota-A  \\
 +
 +
\end{bmatrix}</math>=<math>\begin{bmatrix}
 +
\lambda+2    & -2      \\
 +
1 & \lambda-1 \\
 +
1    & -1
 +
\end{bmatrix}</math>
 +
must contain  <math>\lambda=0  ,  no

Revision as of 09:02, 20 May 2017

p1 a) $ A=\begin{bmatrix} -1 & 1 \\ 0 & -2 \end{bmatrix} $ $ X(t)=\begin{bmatrix} X_1(t) \\ X_2(t) \end{bmatrix} $

$ \dot{x}_1(t)=-X_1(t)+X_2(t) \dot{x}_2(t)=-2X_2(t) <math>\Phi(t)=\begin{bmatrix} \Phi_1(t) & \Phi_2(t) \\ \end{bmatrix} $ For $ \Phi_1(t) assume <math>X_(0) =\begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} $


\therefore$ \Phi_1(t)=\begin{bmatrix} e^-t \\ 0 \end{bmatrix} $

For$ \Phi_2(t) assume X_(0)=\begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} $

$ X_2(t)= <math>\Phi_(t)= <math>\Phi_(t_1 t)=\Phi_( t)\Phi_(t)^-1 b) <math>A=\begin{bmatrix} -cost & cost \\ 0 & -2cost \end{bmatrix} $

  $ \Phi_(t)=e^\begin{matrix} \int_{0}^{t} A\, \mathrm{d}t \end{matrix} $
=\begin{bmatrix}              
 e^\sin t    & 0    \\

0 & e^2\sin t \end{bmatrix}</math> \begin{bmatrix}

 1    & - \sin t  \\
 0      & 1   

\end{bmatrix}</math>=\begin{bmatrix} e^\sin t & - \sin te^ \sin t \\ 0 & e^2\sin t \end{bmatrix}</math>

$ \Phi_(t_1 t)=\Phi_( t)\cdot \Phi_(t)^-1 $=\begin{bmatrix}

    &        \\

0 & \end{bmatrix}</math>

p2 a) $ \left| {\lambda\Iota-A} \right|=\begin{bmatrix} \lambda+2 & -2 \\ 1 & \lambda-1 \end{bmatrix} $

$ \lambda_1 =0 \lambda_2=-1 Marginally stable ,not asy ,stable b) <math>c=\begin{bmatrix} B & AB \end{bmatrix} $=$ \begin{bmatrix} 1 & 0 \\ 1 & 0 \end{bmatrix} $ rank=1 not observable, unobservable subspace$ \left\{ {\begin{bmatrix} 1 \\ 1 \end{bmatrix} } \right\} c) <math>0=\begin{bmatrix} C \\ CA \end{bmatrix} $=$ \begin{bmatrix} 1 & -1 \\ -1 & 1 \end{bmatrix} $

rank=1 not observable, unobservable subspace$ \left\{ {\begin{bmatrix} 1 \\ -1 \end{bmatrix} } \right\} d) e) \therefore talse \therefore talse f) <math>A-BK=\begin{bmatrix} -2-k_1 & 2-k_2 \\ -1-k_1 & 1-k_2 \end{bmatrix} $ $ \left| {\lambda-A+BK} \right|=\lambda^2+\left( {a+b+1} \right)\lambda+3a+3-ab=0 \lambda_1 =-3 ang \lambda_2=-1 <math>\begin{cases} -3a + 9 -ab=0 \\ 2a - b+3-ab=0 \end{cases} $

a=0 ,b=3 $ k=\begin{bmatrix} 0 & 3 \\ \end{bmatrix} $


g)$ \begin{bmatrix} \lambda\Iota-A \\ C \end{bmatrix} $=$ \begin{bmatrix} \lambda+2 & -2 \\ 1 & \lambda-1 \\ 1 & -1 \end{bmatrix} $ must contain $ \lambda=0 , no $

Alumni Liaison

To all math majors: "Mathematics is a wonderfully rich subject."

Dr. Paul Garrett