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1[철도신호기사 필기] 21년 1회차
전달함수가 C(s)R(s)=13s2+4s+1\dfrac{C(s)}{R(s)}=\dfrac{1}{3s^2+4s+1} 인 제어시스템의 과도 응답 특성은?
1
무제동
2
부족제동
3
임계제동
4
과제동
해설

극점이 서로 다른 두 개의 음의 실근이므로 이 시스템은 과제동이다.

전달함수 C(s)R(s)=13s2+4s+1\dfrac{C(s)}{R(s)}=\dfrac{1}{3s^2+4s+1} 의 분모를 표준형 s2+2ζωns+ωn 2s^2+2\zeta\omega_n s+\omega_n^{\,2} 꼴로 바꾸면 s2+43s+13s^2+\dfrac{4}{3}s+\dfrac{1}{3} 이다.

따라서 ωn=13≈0.577\omega_n=\sqrt{\dfrac{1}{3}}\approx 0.577, 2ζωn=432\zeta\omega_n=\dfrac{4}{3} 이므로 ζ=4/32×0.577≈1.15>1\zeta=\dfrac{4/3}{2\times 0.577}\approx 1.15>1 이다.
실제로 3s2+4s+1=(3s+1)(s+1)3s^2+4s+1=(3s+1)(s+1) 이어서 극점이 s=−13,  −1s=-\dfrac{1}{3},\;-1 로 서로 다른 두 실근임이 바로 확인된다.

제동비가 1보다 크면 진동 없이 느리게 정상값에 접근하는 과제동이고, ζ = 1이면 중근인 임계제동, 0 < ζ < 1이면 감쇠진동하는 부족제동, ζ = 0이면 지속진동하는 무제동이다.

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