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다음과 같은 상태방정식으로 표현되는 제어계에 대한 설명으로 틀린 것은?… | [전기공사기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기공사기사 필기] 16년 1회차
다음과 같은 상태방정식으로 표현되는 제어계에 대한 설명으로 틀린 것은?
x˙=[0123]x+[1102]u\dot{x} = \begin{bmatrix} 0 & 1 \\ -2 & -3 \end{bmatrix} x + \begin{bmatrix} 1 & 1 \\ 0 & -2 \end{bmatrix} u
1
2차 제어계이다.
2
x는 (2×1)의 벡터이다.
3
특성방정식은 (s+1)(s+2)=0이다.
4
제어계는 부족제동(under damped)된 상태에 있다.
해설

주어진 상태방정식의 시스템 행렬 A가 2×2이므로 상태변수는 두 개이고, 따라서 x는 (2×1) 벡터이며 이 계는 2차 제어계이다.

특성방정식은 |sI − A| = 0 에서 s12s+3=s(s+3)+2=s2+3s+2=(s+1)(s+2)=0\begin{vmatrix} s & -1 \\ 2 & s+3 \end{vmatrix} = s(s+3) + 2 = s^{2} + 3s + 2 = (s+1)(s+2) = 0 이므로 특성근은 s = −1, s = −2 이다.

두 특성근이 모두 서로 다른 음의 실근이므로 이 계는 감쇠비 ζ > 1 인 과제동(over damped) 상태이며, 응답에 진동이 나타나지 않는다. 부족제동(under damped)은 특성근이 공액복소근일 때(0 < ζ < 1) 나타나는 상태이므로, 이 계를 부족제동이라고 한 설명이 틀렸다.

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