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1[철도신호기사 필기] 20년 1회차
어떤 제어시스템의 개루프 이득이 G(s)H(s)=K(s+2)s(s+1)(s+3)(s+4)G(s)H(s) = \dfrac{K(s+2)}{s(s+1)(s+3)(s+4)} 일 때 이 시스템이 가지는 근궤적의 가지(branch) 수는?
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해설

근궤적의 가지 수는 개루프 극점 수와 영점 수 중 큰 쪽이며, 여기서는 극점이 4개이므로 가지 수는 4이다.

개루프 이득 G(s)H(s)=K(s+2)s(s+1)(s+3)(s+4)G(s)H(s)=\dfrac{K(s+2)}{s(s+1)(s+3)(s+4)} 에서 극점은 s=0, −1, −3, −4s=0,\,-1,\,-3,\,-4 로 4개, 영점은 s=−2s=-2 하나이다.

특성방정식 1+G(s)H(s)=01+G(s)H(s)=0 을 정리하면 s(s+1)(s+3)(s+4)+K(s+2)=0s(s+1)(s+3)(s+4)+K(s+2)=0 인 4차 방정식이 되고, 이득 K 가 0 에서 무한대로 변할 때 4개의 근이 각각 하나의 궤적을 그리므로 가지도 4개다.

영점 수 1 이나 점근선 수 n−m=4−1=3n-m=4-1=3 을 답으로 고르기 쉬우나 점근선 수와 가지 수는 다른 값이다. 실제로 3개의 가지는 무한대로 발산하고 나머지 1개가 유한 영점 s=−2s=-2 로 수렴한다.

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