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그림과 같은 제어시스템이 안정하기 위한 k의 범위는? | [철도신호기사 필기] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 21년 1회차
그림과 같은 제어시스템이 안정하기 위한 k의 범위는?
문제 이미지
1
k > 0
2
k > 1
3
0 < k < 1
4
0 < k < 2
해설

루스 판별을 적용하면 0 < k < 2 일 때만 안정하다.

그림은 전향경로에 G(s)=ks(s+1)2G(s)=\dfrac{k}{s(s+1)^2} 를 둔 단위 부(−)되먹임 계통이므로, 특성방정식은 1+ks(s+1)2=01+\dfrac{k}{s(s+1)^2}=0 즉 s3+2s2+s+k=0s^3+2s^2+s+k=0 이다.

루스표의 첫 열은 위에서부터 1,  2,  2−k2,  k1,\;2,\;\dfrac{2-k}{2},\;k 가 된다.

안정하려면 첫 열에 부호 변화가 없어야 하므로 2−k>02-k>0 과 k>0k>0 을 동시에 만족해야 하고, 그 결과가 0 < k < 2 이다. k가 2 이상이면 2−k2\dfrac{2-k}{2} 가 0 이하가 되어 우반평면 근이 생긴다.

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