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1[7급 국가직 자동제어] 23년 1회차
그림에서 점선 내 피드백시스템의 안정성과 전체 폐루프 시스템 C(s)R(s)\frac{C(s)}{R(s)}가 안정하기 위한 조건으로 옳은 것은? (단, K>0K>0, a>1a>1인 상수이다)

문제 이미지
1
안정성: 안정, 안정조건: K>a−1K>a-1
2
안정성: 안정, 안정조건: K<aK<a
3
안정성: 불안정, 안정조건: K>a−1K>a-1
4
안정성: 불안정, 안정조건: K<aK<a
해설

점선 내부는 불안정하고, 전체 폐루프는 K>a−1K\gt a-1일 때 안정하다.

점선 내부는 정궤환이므로 1/(s+1)1−a/(s+1)=1s+1−a\dfrac{1/(s+1)}{1-a/(s+1)}=\dfrac{1}{s+1-a}이고, 극점 s=a−1>0s=a-1\gt 0이 우반평면에 있어 불안정하다.

전체 폐루프는 CR=Ks+1−a+K\dfrac{C}{R}=\dfrac{K}{s+1-a+K}이므로 극점 s=a−1−Ks=a-1-K가 음수가 되려면 K>a−1K\gt a-1이어야 한다.

  • 점선 내부가 안정이라는 조합: a>1a\gt 1이면 극점이 양수이므로 안정할 수 없다.
  • 안정조건 K<aK\lt a: 극점 a−1−Ka-1-K를 음수로 만드는 조건이 아니다.

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