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1[철도신호기사 필기] 10년 2회차
개루프 전달함수가 다음과 같은 계에서 단위속도 입력에 대한 정상 편차는?
G(s)=10S(S+1)(S+2)G(s)=\dfrac{10}{S(S+1)(S+2)}
1
0.2
2
0.25
3
0.33
4
0.5
해설

단위속도(램프) 입력에 대한 정상편차는 속도오차상수의 역수이므로 0.2 이다.

개루프 전달함수 G(s)=10S(S+1)(S+2)G(s)=\dfrac{10}{S(S+1)(S+2)} 는 적분 요소 1/S1/S 를 하나 가진 1형 계 이므로 램프 입력에 대해 0이 아닌 유한한 편차가 남는다.

속도오차상수는 Kv=lim⁡s→0sG(s)=lim⁡s→010(s+1)(s+2)=101×2=5K_v=\lim_{s\to 0}sG(s)=\lim_{s\to 0}\dfrac{10}{(s+1)(s+2)}=\dfrac{10}{1\times 2}=5
정상속도편차는 essv=1Kv=15=0.2e_{ssv}=\dfrac{1}{K_v}=\dfrac{1}{5}=\mathbf{0.2} 이다.

가장 흔한 실수는 계단 입력의 위치편차 공식 11+Kp\dfrac{1}{1+K_p} 를 그대로 가져와 분모에 1을 더하는 것이다. 램프 입력의 편차는 1/Kv1/K_v 로 1을 더하지 않으며, 극한을 취하기 전에 ss 를 곱해 적분 요소를 먼저 지워야 한다.

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