모두CBT

다음 중 Routh 안정도 판별법에서 그림과 같은 제어계가 안정되기 위… | [철도신호기사 필기] 10년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 10년 1회차
다음 중 Routh 안정도 판별법에서 그림과 같은 제어계가 안정되기 위한 K의 값은 적합한 것은?
문제 이미지
1
1
2
3
3
5
4
7
해설

주어진 값 가운데 K=1 만 안정 조건을 만족한다.

그림의 계통은 전향 전달함수 2Ks(s+1)(s+2)\dfrac{2K}{s(s+1)(s+2)} 에 단위 부궤환이 걸린 형태이므로 특성방정식은 s(s+1)(s+2)+2K=0s(s+1)(s+2)+2K=0, 즉 s3+3s2+2s+2K=0s^{3}+3s^{2}+2s+2K=0 이다.

루스 표를 세우면 s3s^{3} 행은 1과 2, s2s^{2} 행은 3과 2K, s1s^{1} 행은 3×2−1×2K3=6−2K3\dfrac{3\times 2-1\times 2K}{3}=\dfrac{6-2K}{3}, s0s^{0} 행은 2K 가 된다.

제1열의 부호가 모두 같아야 하므로 6−2K>06-2K\gt 0 과 2K>02K\gt 0 을 함께 만족해야 하고, 정리하면 0<K<30\lt K\lt 3 이다. K=3K=3 은 s1s^{1} 행이 0이 되어 허수축에 근이 놓이는 임계안정이므로 제외되고, 3보다 큰 값들은 제1열 부호가 바뀌어 불안정하다.

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.