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1[전기공사기사 필기] 20년 1회차
단위 피드백제어계에서 개루프 전달함수 G(s)가 다음과 같이 주어졌을 때 단위계단 입력에 대한 정상상태 편차는?
G(s)=5s(s+1)(s+2)G(s)=\dfrac{5}{s(s+1)(s+2)}
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해설

개루프 전달함수 G(s)=5s(s+1)(s+2)G(s)=\dfrac{5}{s(s+1)(s+2)} 는 분모에 s가 한 개 들어 있으므로 1형(type 1) 제어계다.

단위 피드백계에서 단위계단 입력에 대한 정상상태 편차는 ess=11+Kpe_{ss}=\dfrac{1}{1+K_p}, 위치편차상수는 Kp=lims0G(s)K_p=\lim_{s\to 0}G(s) 이다. 여기서 Kp=lims05s(s+1)(s+2)=K_p=\lim_{s\to 0}\dfrac{5}{s(s+1)(s+2)}=\infty 로 발산한다.

따라서 ess=11+=0e_{ss}=\dfrac{1}{1+\infty}=0 이다. 일반적으로 1형 이상의 제어계는 계단입력에 대해 정상상태 편차가 생기지 않는다 — 분모의 s(적분기)가 계단입력을 끝까지 추종하게 만들기 때문이다. 참고로 이 계에 램프입력을 넣으면 Kv=5/2가 되어 편차가 2/5로 남는다.

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