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1[7급 국가직 자동제어] 24년 1회차
특성방정식 s5+2s4+5s3+10s2+8s+16=0s^5+2s^4+5s^3+10s^2+8s+16=0을 갖는 시스템에 Routh-Hurwitz 판별법을 적용할 때, 시스템의 안정도와 시스템이 갖는 우반평면 극점의 개수는?
1
안정도: 안정, 우반평면 극점 수: 0
2
안정도: 임계 안정, 우반평면 극점 수: 0
3
안정도: 불안정, 우반평면 극점 수: 1
4
안정도: 불안정, 우반평면 극점 수: 2
해설

시스템은 불안정하며 우반평면 극점은 2개이다.

Routh 표: s5:1, 5, 8s^5: 1,\ 5,\ 8 / s4:2, 10, 16s^4: 2,\ 10,\ 16 / s3s^3 행이 전부 0이 되어 보조방정식 A(s)=2s4+10s2+16A(s)=2s^4+10s^2+16을 미분한 8s3+20s8s^3+20s로 대체한다.
s3:8, 20s^3: 8,\ 20 / s2:5, 16s^2: 5,\ 16 / s1:−285s^1: -\dfrac{28}{5} / s0:16s^0: 16

첫째 열 1, 2, 8, 5, −285, 161,\ 2,\ 8,\ 5,\ -\dfrac{28}{5},\ 16에서 부호 변화가 2회이므로 우반평면 극점은 2개이다. 실제로 특성방정식은 (s+2)(s4+5s2+8)(s+2)(s^4+5s^2+8)로 인수분해된다.

  • 안정하다는 판정은 첫째 열에 음수가 나타나므로 틀리다.
  • 임계 안정은 우반평면 극점 없이 허수축 극점만 있어야 하는데, s4+5s2+8=0s^4+5s^2+8=0은 s2s^2가 복소수여서 근이 허수축이 아닌 네 사분면에 대칭으로 놓인다.
  • 우반평면 극점 1개는 부호 변화 횟수 2회와 맞지 않는다.

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