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선형 시불변시스템의 주파수 응답의 크기 \mathrm{M}(\omega… | [7급 국가직 자동제어] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 자동제어] 22년 1회차
선형 시불변시스템의 주파수 응답의 크기 M(ω)\mathrm{M}(\omega)와 위상 ϕ(ω)\phi(\omega)가 다음과 같을 때, 시스템의 극점을 모두 구하면?
M(ω)=1(2−ω2)2+(3ω)2\mathrm{M}(\omega)=\dfrac{1}{\sqrt{(2-\omega^2)^2+(3\omega)^2}}
ϕ(ω)=−arctan⁡(3ω2−ω2)\phi(\omega)=-\arctan\left(\dfrac{3\omega}{2-\omega^2}\right)
1
−2,−3-2,\quad -3
2
−1,−3-1,\quad -3
3
−1,−2-1,\quad -2
4
−2,−2-\sqrt{2},\quad -2
해설

주파수 응답은 G(s)=1s2+3s+2G(s)=\dfrac{1}{s^2+3s+2}에 해당하므로 극점은 −1, −2-1,\ -2이다.

G(jω)=1(2−ω2)+j3ωG(j\omega)=\dfrac{1}{(2-\omega^2)+j3\omega}이면 크기는 1(2−ω2)2+(3ω)2\dfrac{1}{\sqrt{(2-\omega^2)^2+(3\omega)^2}}, 위상은 −arctan⁡3ω2−ω2-\arctan\dfrac{3\omega}{2-\omega^2}로 주어진 식과 일치한다.
특성방정식 s2+3s+2=(s+1)(s+2)=0s^2+3s+2=(s+1)(s+2)=0

  • −2, −3-2,\ -3은 분모가 s2+5s+6s^2+5s+6일 때의 극점이다.
  • −1, −3-1,\ -3은 분모가 s2+4s+3s^2+4s+3일 때의 극점이다.
  • −2, −2-\sqrt{2},\ -2를 극점으로 하면 분모가 s2+(2+2)s+22s^2+(2+\sqrt{2})s+2\sqrt{2}가 되어 주어진 식과 다르다.

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