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개루프 전달함수 G(s)=\dfrac{as+1}{s^2}를 가지는 단위… | [7급 국가직 자동제어] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 자동제어] 22년 1회차
개루프 전달함수 G(s)=as+1s2G(s)=\dfrac{as+1}{s^2}를 가지는 단위 피드백 제어시스템의 위상여유가 60 °가 되기 위한 aa는? (단, a>0a>0이다)
1
13\dfrac{1}{\sqrt{3}}
2
12\dfrac{1}{\sqrt{2}}
3
63\dfrac{\sqrt{6}}{3}
4
62\dfrac{\sqrt{6}}{2}
해설

이득교차주파수가 2\sqrt{2}가 되고 aωc=3a\omega_c=\sqrt{3}이므로 a=62a=\dfrac{\sqrt{6}}{2}이다.

위상 조건: ∠G(jω)=−180∘+tan⁡−1(aω)\angle G(j\omega)=-180^\circ+\tan^{-1}(a\omega)이므로 PM=tan⁡−1(aωc)=60∘PM=\tan^{-1}(a\omega_c)=60^\circ
aωc=3a\omega_c=\sqrt{3}

크기 조건: 1+a2ωc2ωc2=1⇒1+3ωc2=1⇒ωc=2\dfrac{\sqrt{1+a^2\omega_c^2}}{\omega_c^2}=1\Rightarrow\dfrac{\sqrt{1+3}}{\omega_c^2}=1\Rightarrow\omega_c=\sqrt{2}
a=32=62a=\dfrac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}}=\dfrac{\sqrt{6}}{2}

  • 13\dfrac{1}{\sqrt{3}}이면 aa가 작아 위상여유가 60°보다 작다.
  • 12\dfrac{1}{\sqrt{2}}도 위상여유가 60°에 미치지 못한다.
  • 63\dfrac{\sqrt{6}}{3}도 62\dfrac{\sqrt{6}}{2}보다 작아 위상여유가 60°에 미치지 못한다.

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