2011 국가직 7급 자동제어 문제 해설

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2011 국가직 7급 자동제어 해설 wirebox (2017-11-09 / 92.4KB / 343회)

자동제어 우 책형 1 쪽 자동제어 문 1. 제어 시스템의 응답에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 단위 계단 응답(unit step response)은 임펄스 응답(impulse response)의 적분값이다. (단, 초기시간은 0초이다) ② 임펄스 응답의 라플라스 변환(Laplace transformation)은 시스템의 전달함수이다. ③ 주파수 응답(frequency response)의 위상(phase)은 출력신호의 위상과 입력신호의 위상을 더한 것과 같다. ④ 주파수 응답의 이득(gain)은 출력신호의 진폭을 입력신호의 진폭으로 나눈 것과 같다. 문 2. 선형 시불변(linear time-invariant) 시스템   에 대한 설명 으로 옳지 않은 것은? (단,  는 각각 시스템의 입출력 변수이다) ① 시스템 는       의 관계를 만족 한다. (단, ≠ ≠인 실수이다) ② 시스템 의 전달함수는 입력신호의 종류에 따라 여러 개가 존재한다. ③ 시스템 를 상태 방정식(state equation)으로 표현하는 방법은 무수히 많다. ④ 시스템 의 계수(parameter) 값들은 시간에 따라 변화하지 않는다. 문 3. 다음은 임의의 신호   ≥ 에 대한 그래프를 나타낸 것이다. 에 대한 라플라스 변환이         로 주어질 때, 와 값은? (단, 그래프에서 점선은 점근선이다) 10 2   0 ①       ②       ③       ④       문 4. 다음 블록선도(block diagram)에서 는 외란(disturbance) 입력신호를 의미한다. 출력신호 가 외란 로부터 영향을 받지 않기 위한 전달함수 는? (단, 는 단일 입출력 시스템이다)       ＋  － －  ＋ ＋   ①     ②      ③      ④      문 5. 다음 제어 시스템의 특성 방정식(characteristic equation) 는        일 때, 파라미터 과 값으로 적절한 것은? (단, 는 0이 아닌 실수이다) ＋ ＋ － s     s     ＋  ①       ②       ③       ④       문 6. 다음은 입력변수 와 출력변수 의 관계를 표현하는 제어 시스템의 전달함수이다. 시스템의 응답에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?       ① 시스템의 대역폭(bandwidth)은 0.5[rad/sec]이다. ② 시스템의 시정수는 2초이다. ③ 시스템의 임펄스 응답은    ≥ 이다. ④ 단위 계단 응답은    ≥ 이다. 문 7. 전달함수의 극점(pole)을  ±로 갖는 2차 시스템의 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 단위 계단 응답은 부족감쇠(underdamped) 진동을 한다. ② 고유주파수(natural frequency)는 [rad/sec]이다. ③ 감쇠비(damping ratio)는   이다. ④ 시스템은 안정하다. 자동제어 우 책형 2 쪽 문 8. 다음은 단위 부궤환 제어 시스템(unit negative feedback control system)의 개루프(open-loop) 전달함수이다. 제어 시스템의 이득 여유(gain margin)가 20[dB]일 때, 값은?         ①     ②     ③     ④     문 9. 다음 전달함수로 주어지는 시스템의 주파수 응답에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단,      인 실수이다)                   ①  의 이득은 주파수와는 무관하게 항상 일정하며, 위상은 0°이다. ②  의 이득은 주파수가 증가함에 따라 20[dB/decade]의 기울기를 가지면서 선형적으로 증가하고, 위상은 항상 90°이다. ③  의 이득은 주파수가 증가함에 따라 －20[dB/decade]의 기울기를 가지면서 선형적으로 감소하고, 위상은 항상 －90° 이다. ④  의 이득과 위상은 주파수가 증가함에 따라 선형적으로 감소한다. 문 10. 다음은 주어진 전달함수에 대한 보드선도의 점근선을 나타낸다. 그림에서    의 값은?          log dB radsec   log ①             ②             ③             ④             문 11. 다음 블록선도로 표현된 시스템을 상태공간 방정식(state-space equation)으로 옳게 표현한 것은? (단, 는 0이 아닌 실수이다)                            ①                                ②                                ③                                ④                                문 12. 다음 블록선도로 표현된 시스템의 가제어성(controllability)과 가관측성(observability)에 대한 설명으로 옳은 것은?       ＋ ＋   2     ① 가제어(controllable)이고, 가관측(observable)이다. ② 가제어(controllable)이고, 불가관측(unobservable)이다. ③ 불가제어(uncontrollable)이고, 가관측(observable)이다. ④ 불가제어(uncontrollable)이고, 불가관측(unobservable)이다. 문 13. 단위 부궤환 제어 시스템에서 개루프 전달함수가 다음과 같을 때, 이득여유(GM)와 위상여유(PM)의 값은?       ① GM ＝ 3[dB], PM ＝ 135[degree] ② GM ＝ 3[dB], PM ＝ 45[degree] ③ GM ＝ ∞[dB], PM ＝ 45[degree] ④ GM ＝ ∞[dB], PM ＝ 135[degree] 자동제어 우 책형 3 쪽 문 14. 다음 상태 방정식으로 표현된 시스템에 대하여 상태궤환 제어기 (state feedback controller)   를 설계하고자 한다. 폐루프(closed-loop) 제어 시스템이 안정영역에서 동작하기 위한       의 조건은?                          ①            ②            ③           ④           문 15. 다음 폐루프 제어 시스템에 대하여 상수 제어기 를 설계하고자 한다. 이때, 폐루프 제어 시스템의 극점 가운데 하나가    일 경우, 다른 극점의 값은?    s   s ＋ s   －  ①   ②  ③   ④  문 16. 다음 폐루프 제어 시스템에서 입력신호 는 비례－미분 (proportional-differential) 제어기를 통과한다. 가 단위 램프 (unit ramp) 입력신호일 때, 정상상태(steady-state)에서 출력신호 와 입력신호 와의 차가 0이 되기 위한 값은? (단,      인 실수이다)           ＋  －  ①   ②  ③   ④   문 17. 다음 블록선도에서 입력신호가 단위 계단 함수로 인가될 때, 출력신호   ≥ 는?    ＋  －   ①    0  ②    0  ③    0  ④    0  문 18. 다음 블록선도에서 전체 폐루프 제어 시스템의 전달함수   는? (단,      는 단일 입출력 시스템이다) －   ＋ ＋        ＋   ①         ②         ③         ④         문 19. 다음 상태 방정식에서 상태천이행렬(state-transition matrix) 는?                 ①    cos  sin sin cos   ②     cos sin  sin cos   ③    sin  cos cos sin   ④     sin cos  cos sin   문 20. 다음 전달함수에 대한 상태 방정식과 출력 방정식으로 옳은 것은? (단,   는 각각 입력, 상태, 출력을 나타내는 변수이다)          ①                    ②                      ③                    ④                     