2018 국가직 7급 자동제어 문제 해설 - 2018.8.18.

 

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2018 국가직 7급 자동제어 해설 wirebox (2018-08-23 / 109.3KB / 590회)

 

 자동제어 나 책형 1 쪽 자동제어 문 1. 피드백(feedback) 제어시스템에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 상태변수는 제어대상의 상태를 설명하는데 필요한 임의의 최소 변수들의 집합이다. ② 제어대상의 출력은 센서로부터 측정되어야만 하는 상태변수이다. ③ 제어입력은 제어대상의 출력 값을 활용하여 제어대상에 인가되는 제어기의 출력이다. ④ 피드백 제어는 제어대상의 출력과 기준입력의 차이를 감소시킬 수 있는 제어 방법이다. 문 2. 안정한 선형 시불변(time invariant) 시스템에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면? ㄱ. 안정한 영점(zero)이 축에 가까울수록 계단(step) 응답의 오버슈트(overshoot)를 증가시키는 경향이 있다. ㄴ. 극점(pole)의 실수부가 0보다 클 수도 있다. ㄷ. 전달함수가    로 주어지는 차 시스템에서  를 증가시키면 계단응답의 상승시간(rising time)이 줄어든다. ㄹ. 대역폭(bandwidth)이 크면 일반적으로 응답이 빠르다. ① ㄱ, ㄷ ② ㄱ, ㄹ ③ ㄴ, ㄷ ④ ㄴ, ㄹ 문 3. 다음 블록선도에서 입력 와   간의 전달함수     는?            ①      ②       ③        ④         문 4. 다음 피드백 제어시스템에서 제어기를    로 사용하다가     로 변경하였을 때, 단위계단(unit step) 응답의 변화에 대한 설명으로 옳은 것은?         ① 정상상태오차(steady state error)가 작아진다. ② 오버슈트가 사라진다. ③ 정착시간(settling time)이 짧아진다. ④ 발산한다. 문 5. 다음 선형 제어시스템에서 단위계단 입력 에 대한 (  로 가정) 정상상태오차 와 단위램프(unit ramp) 외란 에 대한 (  로 가정) 정상상태오차 는? (단,      는 양수이다)               ①   ②     ③ ∞  ④ ∞    문 6. 다음 폐루프(closed loop) 전달함수  를 갖는 제어시스템에서 입력   sin°에 대한 정상상태 출력 는?            ① sin ° ②  sin ° ③ sin ° ④  sin ° 문 7. 다음 제어시스템에서 가제어성(controllability)과 가관측성 (observability)에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, , 는 상태변수의 라플라스 변환이다)            ① 가제어하고 가관측하다. ② 가제어하나 가관측하지 않다. ③ 가제어하지 않으나 가관측하다. ④ 가제어하지 않고 가관측하지 않다. 문 8. 선형 시불변 시스템에서 단위임펄스(unit impulse) 입력과 단위계단 입력이 동시에 적용되었을 때, 제어시스템의 출력      ≥ 을 얻기 위한 전달함수는? (단, 모든 초기조건은 이고, 는 단위임펄스 입력에 대한 출력,  는 단위계단 입력에 대한 출력을 나타낸다) ①     ②    ③     ④    자동제어 나 책형 2 쪽 문 9. 다음 피드백 제어시스템에서 단위램프 입력에 대한 정상상태오차     이 되는 와 위상여유(phase margin)는?         위상여유 ①  ° ②  ° ③  ° ④  ° 문 10. 다음의 보드선도(bode diagram)를 갖는 단위 피드백 제어시스템에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 정적속도오차상수(static velocity error constant)   이다. ② 개루프 전달함수      이다. ③ 폐루프 전달함수의 고유주파수(undamped natural frequency)   이다. ④ 폐루프 전달함수의 감쇠비(damping ratio)        이다. 문 11. 다음 미분방정식으로 표현된 시스템에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?    ① 시스템의 극점은 이며 안정하다. ② 크기가 유한(bounded)한 입력신호에 대하여 출력신호는 유한하다. ③ 선형 시불변 시스템이다. ④ 단위계단 입력에 대한 정상상태 출력은 이며 과도응답(transient response)에 진동파형을 포함한다. 문 12. 공액 복소수(complex conjugate) 형태를 갖는 차 폐루프 시스템 에서 극점이 제어를 통해 A에서 B로 이동할 때, 동특성의 변화로 적합하지 않은 것은? ① 감쇠비가 감소한다. ② 상승시간이 단축된다. ③ 정착시간이 단축된다. ④ 지연시간(delay time)이 단축된다. 문 13. 다음 피드백 제어시스템의 상대안정도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단,   이다)      ① 이득여유(gain margin)는 ∞이다. ② 위상여유는 °이다. ③ 위상교차 주파수(phase crossover frequency)는 존재하지 않는다. ④ 이득교차 주파수(gain crossover frequency)는  radsec이다. 문 14. PID(Proportional Integral Derivative) 제어기가 사용된 제어시스템 에서 제어대상의 주요 폐루프 극점이   ± 이 되기 위한 와 의 관계는?               PID Controller ①     ②     ③     ④     자동제어 나 책형 3 쪽 문 15. 다음 2차 제어시스템에서 PD 제어기의 제어입력   를 이용하여 시스템을 안정시키려 한다. 피드백 제어시스템의 근의 실수부를 항상 보다 작게 하는 이득   의 범위는? (단, 는 출력,  는 상태변수이다)         ①       ②       ③      ④      문 16. 다음 피드백 제어시스템에서 이득 값이 에서 ∞로 변할 때, 시간응답이 지속적인 무감쇠 정현파 형태로 진동하는 주파수 [rad/sec]는?           ①  ②  ③  ④  문 17. 다음 시스템에서 평면의 좌반면과 우반면, 그리고 축 상에 존재하는 극점의 수는?                                                   좌반면 우반면 축 ①    ②    ③    ④    문 18. 다음은 음의 단위 피드백을 갖는 제어시스템의 나이퀴스트(Nyquist) 선도이다. 적합한 개루프 전달함수 는? ①      ②       ③        ④      문 19. 다음 제어시스템에서 추정오차 e  xx에 대한 특성 방정식의 근이 , 가 되기 위한 이득벡터 L의 값은? (단, A           , B         , C    , L        이다) ○ 제어시스템: x  AxBu y  Cx ○ 상태관측기: x  AxBuLyCx   ①   ②   ③   ④   문 20. 다음 시스템을 제어가능하게 설계하기 위한 상수 의 값은? (단, , 는 상태변수의 라플라스 변환이다)             ① ≠인 모든 상수 ② ≠인 모든 상수 ③ ≠인 모든 상수 ④ ≠인 모든 상수