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1[7급 국가직 자동제어] 23년 1회차
그림과 같은 제어시스템에서 입력이 r(t)=1(t)r(t)=1(t)와 d(t)=e−td(t)=e^{-t}일 때 정상상태오차의 합으로 옳은 것은? (단, 1(t)1(t)는 단위계단함수이고, R(s)R(s)와 D(s)D(s)는 각각 r(t)r(t)와 d(t)d(t)의 라플라스 변환이다)

문제 이미지
1
15\frac{1}{5}
2
110\frac{1}{10}
3
111\frac{1}{11}
4
112\frac{1}{12}
해설

계단입력에 의한 오차 111\dfrac{1}{11}과 외란에 의한 오차 0을 더해 정상상태오차의 합은 111\dfrac{1}{11}이다.

E=R−CE=R-C, C=10s+1E+DC=\dfrac{10}{s+1}E+D이므로 E=s+1s+11(R−D)E=\dfrac{s+1}{s+11}\left(R-D\right)이다.

기준입력 R=1sR=\dfrac{1}{s}: er=lim⁡s→0s⋅s+1s+11⋅1s=111e_r=\lim_{s\to0}s\cdot\dfrac{s+1}{s+11}\cdot\dfrac{1}{s}=\dfrac{1}{11}
외란 D=1s+1D=\dfrac{1}{s+1}: ed=lim⁡s→0s⋅s+1s+11⋅1s+1=0e_d=\lim_{s\to0}s\cdot\dfrac{s+1}{s+11}\cdot\dfrac{1}{s+1}=0

  • 110\dfrac{1}{10}: 11+Kp\dfrac{1}{1+K_p}에서 1을 빠뜨리고 1Kp\dfrac{1}{K_p}로 계산한 값이다.
  • 15\dfrac{1}{5}, 112\dfrac{1}{12}: 외란 e−te^{-t}는 0으로 소멸하는 신호이므로 정상상태오차에 기여하지 않아 이런 값이 나올 수 없다.

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