2015 국가직 7급 자동제어 문제 해설 - 2015.8.29.

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2015 국가직 7급 자동제어 해설 wirebox (2017-11-09 / 90.0KB / 335회)

자동제어 3 책형 1 쪽 자동제어 문 1. 전달함수에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 전달함수는 선형시불변(linear time-invariant) 시스템에 대해서만 정의된다. ② 전달함수를 구할 때 시스템의 모든 초기 조건은 0으로 간주한다. ③ 전달함수는 입력신호의 종류와 파형에 따라 달라질 수 있다. ④ 전달함수는 시스템의 임펄스응답을 라플라스 변환하면 구할 수 있다. 문 2. 제어시스템이 아래와 같이 주어질 때, 폐루프 시스템의 고유값이  ±가 되기 위한 과 의 값은?                                           ① 11 3 ② 11 9 ③ 15 3 ④ 15 9 문 3. 아래와 같은 2차 미분방정식을 블록선도로 나타낼 때, 블록 (A)와 (B)의 값은?      ＋ － －      A B  (A) (B) ①    ②    ③    ④    문 4. 시간함수 의 라플라스 변환함수 가 아래와 같이 주어졌을 때, 의 최종값(final value)은?         ① 0 ② 1 ③ ＋∞ ④ －∞ 문 5. 표준형 2차 시스템의 폐루프 복소 극점이 아래 그림과 같이 복소평면 상의 1, 2, 3 위치로 이동할 때, 단위계단 입력에 대한 과도응답 특성으로 옳지 않은 것은? Im Re 3 2 1 1 2 3 ① 최대 퍼센트 오버슈트(overshoot)는 같은 값을 갖는다. ② 극점이 원점에서 멀어질수록 정착시간(settling time)은 빨라진다. ③ 극점이 원점에서 멀어질수록 피크시간(peak time)은 빨라진다. ④ 극점이 원점에서 멀어질수록 상승시간(rise time)은 늦어진다. 문 6. 아래와 같은 상태방정식을 가지는 시스템에서 가관측성(observability)을 만족하지 않도록 하는 모든 값은?                                       ①   ,   ②   , 1 ③   ,   ④   , 1 문 7. 아래 그림은 어떤 시스템 의 크기 보드선도를 점근선으로 표시한 것이다. 이 시스템의 형(type)과 정적오차상수에 대한 설명으로 옳은 것은? (단,    영역에서 의 기울기는  ≤  ≤  영역에서의 기울기와 같고, 의 단위는 rad/sec이다)  (dB) (rad/sec) 20 0 －40 0.1 1 10 ① 1형 시스템이고, 정적속도오차상수   이다. ② 1형 시스템이고, 정적속도오차상수   이다. ③ 2형 시스템이고, 정적가속도오차상수   이다. ④ 2형 시스템이고, 정적가속도오차상수   이다. 문 8. 아래 그림과 같은 제어시스템에 입력 가 각각 와 일 때, 정상상태 오차 ∞는? (단, 는 단위 계단함수 이고, 오차     이다)     ＋    －   ① 0, 0.5 ② 0, 1.5 ③ 0.5, ∞ ④ 1.5, ∞ 자동제어 3 책형 2 쪽 문 9. 입력이 , 출력이 인 선형시불변 시스템이 아래와 같은 2차 미분방정식으로 주어질 때, 이 시스템에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?        ① 전달함수는       이고 안정한 시스템이다. ② 임펄스응답은 진동하는 과도응답 특성을 갖는다. ③ 감쇠비(damping ratio)는 1.25 이다. ④ 고유주파수(undamped natural frequency)는 2이다. 문 10. 아래 그림과 같은 점근선으로 표시한 크기 보드선도에 알맞은 전달함수 는? (단,    영역에서 의 기울기는  ≤  ≤  영역에서의 기울기와 같고,    영역에서 의 기울기는  ≤  ≤  영역에서의 기울기와 같으며, 의 단위는 rad/sec이다)  (dB) 0 －20 －40 －60 －80 10－1 100 4 10 40 400 4000 1 102 103 104 (rad/sec) ①         ②         ③         ④         문 11. 초기조건이 0인 어떤 시스템의 단위 임펄스응답이   로 주어질 때, 단위 계단입력에 대한 이 시스템의 출력은? (단, 는 시상수이고,  ≥ 이다) ①  ②     ③  ④     문 12. 아래 그림과 같은 블록선도에서   의 전달함수는?  － ＋ － ＋ ＋          ①   ②   ③   ④   문 13. PD 제어기    의 제어효과에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 와 는 각각 비례 및 미분 상수이다) ① PD 제어기는 필터의 관점에서 고역통과필터(high-pass filter) 이다. ② PD 제어기는 일반적으로 감쇠를 개선하고 최대오버슈트 (overshoot)를 감소시킨다. ③ PD 제어기는 일반적으로 대역폭을 증가시키고 계단응답의 상승시간을 감소시킨다. ④ PD 제어기는 시스템의 형(type)을 증가시키므로 정상상태 오차를 개선시킨다. 문 14. 단위 되먹임 시스템의 특성방정식이 아래와 같이 주어질 때, 근궤적에 대한 성질로 옳지 않은 것은? (단,  ≥ 이다)          ① 근궤적상의   일 때의 극점은 , , ± 이다. ② 근궤적상의 완전 근궤적의 수는 4개이다. ③ 근궤적상의 점근선이 실수축과 만나는 교차점은   이다. ④ 근궤적상의 점근선의 각도는 60 °, 300 °이다. 문 15. 전달함수가         인 선형시스템에 입력신호가 cos일 때, 정상상태 출력의 주파수 (Hz)와 진폭은? 주파수(Hz) 진폭 ①   10 ②   20 ③   10 ④   20 자동제어 3 책형 3 쪽 문 16. 질량(), 댐퍼() 그리고 스프링()으로 구성된 아래 그림과 같은 기계시스템에서 입력 가 주어지면 출력인 질량의 변위 가 변화한다. 이 시스템의 전달함수     의 극점이 －1에서 중근을 가질 때, 주어진 기계시스템의 , , 의 관계식 으로 옳은 것은?      ①     ②     ③     ④     문 17. 아래 그림과 같은 단위 되먹임 시스템에서 폐루프 시스템의 극점이 우반평면에 2개 존재하는 의 범위는? (단,   이고,   이다)  ＋  －     ①    ②    ③      ④      문 18. 아래 그림과 같은 단위 되먹임 시스템이 지속적으로 진동하게 만드는 와 시스템의 진동 주파수 (rad/sec)는? ＋ －          ① 2   ② 2 1 ③ 6  ④ 6 4 문 19. 아래 그림과 같은 제어시스템이 안정하게 되는 PI 제어기 계수 와 의 범위는?      ＋  －   ①   ,    ②   ,    ③      ,    ④      ,    문 20. 단위 되먹임시스템의루프전달함수     가 아래 그림과 같은 Nyquist 선도를 가질 때, 폐루프 시스템이 안정할 의 범위는? Re    ∞    Im       → ①    ②    ③      ④     