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특성방정식 (s^2 + 2s\zeta w_n s + w_n^2 = 0)… | [철도신호기사 필기] 14년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 14년 2회차
특성방정식 (s2+2sζwns+wn2=0)(s^2 + 2s\zeta w_n s + w_n^2 = 0)에서 감쇠진동을 하는 제동비 (ζ)(\zeta)의 값은?
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해설

감쇠진동(부족제동)은 특성근이 공액복소근일 때 나타나므로 제동비는 0 < ζ < 1이어야 한다.

표준 2차 특성방정식의 근은 s=−ζwn±wnζ2−1s = -\zeta w_n \pm w_n\sqrt{\zeta^2-1}이다. 근호 안이 음수, 즉 ζ2<1\zeta^2 < 1이면 근이 −ζwn±jwn1−ζ2-\zeta w_n \pm jw_n\sqrt{1-\zeta^2}가 되어 지수적으로 진폭이 줄면서 진동하는 응답이 된다.

제동비에 따라 응답은 다음처럼 갈린다.

  • ζ=0: 무제동 — 감쇠 없이 같은 진폭으로 계속 진동
  • 0<ζ<1: 부족제동 — 진폭이 줄면서 진동하는 감쇠진동
  • ζ=1: 임계제동 — 진동 없이 가장 빨리 정정
  • ζ>1: 과제동 — 진동 없이 느리게 목표값에 접근

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