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1[7급 국가직 자동제어] 24년 1회차
개루프 전달함수 G(s)=K(s+1)2(s+2)G(s)=\frac{K}{(s+1)^2(s+2)}를 가지는 단위 피드백 시스템이 임계 안정한 경우, 양의 주파수[rad/sec]는? (단, K>0K \gt 0이다)
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1
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2\sqrt{2}
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4
4
5\sqrt{5}
해설

임계 안정일 때 진동하는 양의 주파수는 5\sqrt{5}[rad/sec]이다.

특성방정식: (s+1)2(s+2)+K=s3+4s2+5s+(2+K)=0(s+1)^2(s+2)+K=s^3+4s^2+5s+(2+K)=0
Routh s1s^1 행: 4⋅5−(2+K)4=0\dfrac{4\cdot5-(2+K)}{4}=0에서 K=18K=18

보조방정식 4s2+(2+K)=4s2+20=04s^2+(2+K)=4s^2+20=0에서 s=±j5s=\pm j\sqrt{5}, 즉 ω=5\omega=\sqrt{5}이다. s=jωs=j\omega 대입 시 허수부 ω(5−ω2)=0\omega(5-\omega^2)=0과도 같다.

  • ω=1\omega=1이면 허수부 1⋅(5−1)=4≠01\cdot(5-1)=4\ne0이다.
  • ω=2\omega=\sqrt{2}이면 허수부 2(5−2)≠0\sqrt{2}(5-2)\ne0이다.
  • ω=4\omega=4이면 허수부 4(5−16)≠04(5-16)\ne0이다.

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