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공액 복소수(complex conjugate) 형태의 극점을 갖는 2차… | [7급 국가직 자동제어] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 자동제어] 24년 1회차
공액 복소수(complex conjugate) 형태의 극점을 갖는 2차 표준형 시스템에서 극점을 A에서 B로 이동할 때, 시스템의 단위 계단 응답에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

문제 이미지
1
상승시간(rise time)은 단축된다.
2
정착시간(settling time)은 단축된다.
3
최고시간(peak time)은 단축된다.
4
최대 오버슈트(maximum overshoot)는 감소한다.
해설

극점이 같은 방사선을 따라 원점에서 멀어지므로 감쇠비는 그대로이고 고유주파수만 커진다. 따라서 최대 오버슈트는 감소하지 않고 그대로다.

극점 −ζωn±jωn1−ζ2-\zeta\omega_n\pm j\omega_n\sqrt{1-\zeta^2}에서 원점과 이은 선의 각도는 cos⁡θ=ζ\cos\theta=\zeta로 감쇠비만 정하고, 원점까지의 거리가 ωn\omega_n이다. 최대 오버슈트 e−ζπ/1−ζ2e^{-\zeta\pi/\sqrt{1-\zeta^2}}는 ζ\zeta에만 의존한다.

  • 상승시간 단축: ωn\omega_n에 반비례하므로 옳다.
  • 정착시간 단축: ts≈4ζωnt_s\approx\dfrac{4}{\zeta\omega_n}에서 실수부 크기가 커지므로 옳다.
  • 최고시간 단축: tp=πωn1−ζ2t_p=\dfrac{\pi}{\omega_n\sqrt{1-\zeta^2}}에서 허수부가 커지므로 옳다.

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