2009 국가직 7급 자동제어 문제 해설

자동제어정답(2017-11-09 / 203.0KB / 219회)

2009 국가직 7급 자동제어 해설 wirebox (2017-11-09 / 107.5KB / 231회)

자동제어 봉 책형 1 쪽 자동제어 문 1. 시스템의 입력 와 출력 간의 관계가 다음과 같을 때 옳지 않은 것은?          ① 이 시스템의 전달함수는          이다. ② 이 시스템의 가제어성 표준형(controllable canonical form)은                   ,       이다. ③ 이 시스템의 고유치(eigenvalue)는 －2와 －3이다. ④       ,    는 이 시스템의 고유벡터(eigenvector) 중의 하나이다. 문 2. 다음 피드백 제어 시스템에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? － 1 s (s ＋ 2) Y(s) K ․ R (s) ＋ ① 폐루프 제어 시스템(closed-loop control system)의 특성방정식 (characteristic equation)은      이다. ②  가 증가할수록 폐루프 제어 시스템은 진동이 심해지고 결국 불안정하게 된다. ③   이면 폐루프 제어 시스템에서 계단입력 응답의 정착시간 (settling time)은 일정한 값이 된다. ④     이면 폐루프 제어 시스템은 과감쇠(overdamping)이고, 이 시스템의 특성방정식은 서로 다른 음의 실근을 갖는다. 문 3. 다음 피드백 제어 시스템에 단위램프입력(unit ramp input)   를 인가했을 때, 출력값을 바르게 표현한 것은? 1 (s ＋ 1)(s ＋ 3) Y(s) ․ － R (s) ＋ ①                   ≥  ②                   ≥  ③                   ≥  ④                   ≥  문 4. 다음 제어 시스템에서 제어기     를 설계 하고자 한다. 폐루프 제어 시스템(closed-loop control system)의 고유치가  ±이고, 단위계단입력 가 주어질 때 정상상태 출력(steady state output) yss가 1이 되도록 하는     의 값은? (단, 는 상태벡터이다)                    ①          ②          ③          ④          문 5. 다음 피드백 제어 시스템에서 단위계단입력에 대한 시스템의 정상 상태오차(steady state error) 와 시스템의 시정수(time constant) 는? K Ts ＋ 1 Y(s) － ․ R (s) ＋ ①       ②          ③        ④         문 6. 다음 피드백 제어 시스템에서 폐루프 제어 시스템을 안정하게 하는 의 범위는? － 1 s (s ＋ 1) K ＋ 2 3s Y(s) ․ R (s) ＋ ①    ②    ③      ④      문 7. 다음과 같은 개루프 전달함수를 갖는 단위 부궤환 제어 시스템 (unit negative feedback control system)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?                 ≥  ①      이면 이 시스템의 근궤적이 허수축과 교차하는 점에 대한 이득은       이다. ②      이면 이 시스템이 안정하기 위한 의 범위는          이다. ③      에서의 안정영역은 루프영점이 없는 경우(  )에 비해 넓다. ④  ≥    이면 이 시스템은 어떤 양의 이득(positive gain) 에 대해서도 불안정하다. 자동제어 봉 책형 2 쪽 문 8. 시스템의 입력 와 출력 간의 관계가 다음과 같이 주어질 때, 이 시스템에 대한 표현방법으로 옳지 않은 것은?          ①          ②                      ③                      ④                    문 9. 다음 피드백 제어 시스템에서 폐루프 시스템의 극점을 ±에 위치시키려고 한다. 이 때 제어기의 이득  와 는? (단,      ,      이다) － R (s) ＋ Y(s) C (s) G (s) ․ ①             ②           ③             ④               문 10. 단위 부궤환 제어 시스템(unit negative feedback control system)에서 개루프 전달함수 는 다음과 같다. 가 ∞에서 0까지 변할 때 Nyquist 선도를 이용하여 안정도를 판별하고자 한다. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?           ① 실수축과 교차하는 주파수는  []이다. ② 이득여유(gain margin)는  log [dB]이다. ③ 가 0으로 갈 때, Nyquist 선도의 점근선은 －3이다. ④ 이 제어 시스템은 안정하다. 문 11. 피드백 제어 시스템에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 피드백은 일반적으로 제어 시스템의 안정도를 향상시키는 역할을 한다. ② 피드백은 불안정한 비선형 제어 시스템을 안정화 시킬 수 없는 경우가 있다. ③ 피드백 제어는 센서의 해상도(resolution) 이상의 정밀도를 갖도록 제어할 수 있다. ④ 피드백 제어는 출력이 목표값에 추종하도록 하여 정상상태 오차(steady state error)를 줄일 수 있다. 문 12. 단위 부궤환 제어 시스템(unit negative feedback control system)의 개루프 전달함수(open-loop transfer function)가 다음과 같을 때 이 피드백 제어 시스템에 대한 설명으로 옳은 것은?      ① 감쇠비(damping ratio)는 0.25이다. ② 고유주파수(natural frequency)는 4 []이다. ③ 단위계단응답(unit step response)은 지수적으로 단조 증가한다. ④ 감쇠비가 1보다 작은 양수이므로 부족감쇠(underdamping) 시스템이다. 문 13. 두 개의 입력  , 와 하나의 출력 를 가진 선형시스템에서 입출력 관계가    와 같이 정의된다.     를 인가할 때   이고,    을 인가할 때  로 출력되었다면  와 의 값은? ①      ②       ③       ④      문 14. 다음과 같은 피드백 제어 시스템의 주파수응답 특성을 설명한 것으로 옳지 않은 것은? s － Y(s) 1 ․ R (s) ＋ ① 이득여유(gain margin)는 ∞ [dB], 위상여유(phase margin)는 90 °이다. ② 위상교차주파수(phase crossover frequency)는 없고, 이득 교차주파수(gain crossover frequency)는 1 []이다. ③ 대역폭(bandwidth)은 1 []이고, 이 대역폭에서의 이득은 1 [dB]에서 3 [dB] 사이의 값이다. ④ 공진주파수(resonant frequency)와 공진 최대값은 없다. 자동제어 봉 책형 3 쪽 문 15. 다음 그림은 단일 입력 에서 단일 출력 까지의 블록 선도(block diagram)를 나타내고 있다. 전체 폐루프 시스템의 전달 함수    를 표현한 것으로 옳은 것은? G1 (s) G4 (s) G2 (s) G3 (s) H (s) R (s) ＋ ＋ Y(s) ․ ＋ ․ － ①          ②          ③         ④          문 16. 다음의 개루프 전달함수를 갖는 단위 부궤환 제어 시스템(unit negative feedback control system)에서 감쇠비(damping ratio)   , 상승시간(rise time)    가 되도록 하는  와 는? (단, 상승시간     이고 은 고유주파수이다)      ①       ②       ③       ④       문 17. 다음 진상 보상기(lead compensator) 의 위상이 최대가 되는 주파수 []는?           ①    ②   ③   ④  문 18. 다음 피드백 제어 시스템에서 이득여유가 0 [dB]보다 크게 되기 위한 의 범위는? － 10 (s ＋ 1)(s ＋ T) Y(s) ․ R (s) ＋ ①    ②    ③    ④    문 19. 다음의 (가)와 같은 제어 시스템에서 제어입력 가 (나)와 같이 주어질 때, 상태 피드백 제어 시스템(state feedback control system)이 비관측성(unobservability) 조건을 만족하는 값은? (단, 는 상태벡터이다) 가                    나    ① 1 ② －1 ③ 3 ④ －3 문 20. 복소평면 상에서 다음에 주어진 특성방정식(characteristic equation)의 근이 수직선   의 왼쪽에 모두 존재하기 위한 의 범위는?       ①    ②      ③    ④   