2022 국가직 7급 자동제어 문제 해설 (2차) - 2022.10.15.

 

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 2022년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 자동제어 나 책형 1 쪽 자동제어 문 1. 폐루프(closed-loop) 제어시스템에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 외란에 의한 영향을 제거하지 못한다. ② 일반적으로 시스템 파라미터의 변화에 둔감하다. ③ 불안정한 시스템을 항상 안정하게 제어할 수 있다. ④ 개루프 제어시스템보다 구조가 간단하고 비용이 적게 든다. 문 2. 전달함수                 에 대한 상태 공간방정식으로 옳은 것은? ① ② ③ ④ 문 3. 다음 블록선도의 폐루프시스템에 대한 주파수 응답의 설명으로 옳은 것은? (단,  는 폐루프 전달함수이다) ① 대역폭에서      이다. ②  ≪ 인 경우  ≅이다. ③  ≫ 인 경우  ≅ 이다. ④  가 순허수이면 절점주파수에서     이다. 문 4. 진상보상기(lead compensator)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 과도응답을 개선한다. ② 폐루프시스템의 대역폭이 증가한다. ③ 폐루프시스템의 위상여유를 개선한다. ④ 진상보상기 극점은 복소평면에서 항상 진상보상기 영점의 오른쪽에 있다. 문 5. 다음 상태방정식으로 표현된 시스템이 가제어성(controllability)을 만족하기 위한 조건으로 옳은 것은?         ① ≠ ② ≠ ③ ≠ ④ ≠ 문 6. 다음 블록선도의 폐루프시스템에 대한 근궤적을 대략적으로 그리고자 할 때, 필요한 점근선의 개수는? (단,  ≥ 이다) ① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 2022년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 자동제어 나 책형 2 쪽 문 7. 선형 시불변시스템의 주파수 응답의 크기 M와 위상 가 다음과 같을 때, 시스템의 극점을 모두 구하면? M           arctan     ① ,  ② ,  ③ ,  ④  ,  문 8. 다음 상태공간방정식에 대한 전달함수           일 때,   의 값은?                            ①   ②   ③  ④  문 9. 영점이 －2, －3이고, 극점이 －1, －5인 선형 시불변시스템의 직류 이득(DC gain)이 6일 때, 시스템의 전달함수로 옳은 것은? ①       ②       ③       ④       문 10. 다음 블록선도에 표현된 시스템이 임계 안정(marginally stable)일 때, 특성방정식의 근을 모두 구하면? ① , ±  ② , ±  ③ , ±  ④ , ±  문 11. 다음 특성방정식을 갖는 제어시스템 중 안정한 것만을 모두 고르면? ㄱ.           ㄴ.           ㄷ.           ㄹ.         ① ㄷ ② ㄹ ③ ㄱ, ㄹ ④ ㄴ, ㄷ 문 12. 다음 블록선도에서 시스템의 입출력 전달함수    는? ①     ②     ③        ④        2022년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 자동제어 나 책형 3 쪽 문 13. 다음 신호흐름선도(signal flow graph)를 가지는 시스템을 종속형 (cascade form) 상태방정식   AB 로 표현할 때, 행렬 A와 행렬 B를 바르게 연결한 것은? (단,  는 입력,  는 출력이다) A B ① ② ③ ④ 문 14. 다음 그림과 같이 2차 표준형 시스템의 극점의 위치가 주어질 때, 시스템의 응답 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 감쇠비(damping ratio) 는   이다. ② 고유주파수(natural frequency) 는 16 [rad/sec]이다. ③ 오차가 목푯값(최종값)의 2 %안에 들어가는 데 걸리는 정착 시간(settling time)  ≅ [sec]이다. ④ 최고시간(peak time) 는 시스템의 출력이 최대 오버슈트점에 도달하는 데 걸리는 시간으로  ＝    [sec]이다. 문 15. 단위 피드백시스템의 루프 전달함수 가 다음과 같을 때, 시스템의 이득 여유(gain margin)[dB]는?        ① log  ② log  ③ log  ④ log  문 16. 다음 그림 (가)와 같이 피드백 제어기를 설계하고자 한다.   로 고정한 후에 에 대한 근궤적이 그림 (나)와 같을 때, 의 값은? (단, 그림 (나)에서 는 영점, 는 극점을 표시한다) ① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 2022년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 자동제어 나 책형 4 쪽 문 17. 다음 상태공간방정식으로 표현된 시스템이 안정하기 위한 의 범위는?                                         ①       ②      ③       ④       문 18. 다음과 같은 상태공간방정식에서 이 단위계단입력일 때, 정상 상태오차는?                                  ① －1 ② 0 ③ 1 ④ ∞ 문 19. 다음 피드백 제어시스템에서 가 단위계단입력으로 주어질 때, 정상상태오차가 0이 되도록 하는 로 가능한 것은? ①  ②   ③  ④    문 20. 단위 피드백시스템의 안정한 개루프 전달함수  에 대하여 위상교차점 부근의 보드선도가 그림과 같을 때, 이 시스템이 임계 안정(marginally stable)하기 위해서는 가 몇 배 증가해야 하는가? (단, log  , log  로 가정하여 계산한다) ① 2 ② 3 ③ 5 ④ 6 2022년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 자동제어 나 책형 5 쪽 문 21. 다음과 같은 제어시스템에서 단위계단입력에 대한  ≥ 일 때, 출력 는? (단, 초기조건은 이다) ①        ②        ③           ④           문 22. 다음 신호흐름선도 중 전달함수가 서로 같은 것만을 모두 고르면? ① ㄱ, ㄴ, ㄷ ② ㄱ, ㄴ, ㄹ ③ ㄱ, ㄷ, ㄹ ④ ㄴ, ㄷ, ㄹ 문 23. 다음 전달함수에 대한 설명으로 옳은 것은? (단,  ≠,  ≠,  ≠  ≠,  ≠이고, 극점－영점 상쇄는 없다)           ①          모두 양수이면,  는 안정하다. ②  의 안정도는 해당 영점의 위치에 의해서 결정된다. ③  ,  ,  모두 양의 실수부를 갖고 있으면,  는 불안정 하다. ④  가 불안정한 극점을 갖고 있는 경우, 제어대상으로 사용하는 것은 불가능하다. 문 24. 개루프 전달함수         를 가지는 단위 피드백 제어 시스템의 위상여유가 60 °가 되기 위한 는? (단,   이다) ①   ②   ③   ④   문 25. 다음 상태피드백 제어시스템에서 단위계단입력에 대한 정상상태 오차가 0.9가 되는 제어 이득 과 의 값을 바르게 연결한 것은?                                    ① 8 5 ② 4 －5 ③ －4 5 ④ －8 －5