근궤적과 자동제어의 보상
전기기사 필기 2013년 3회 65번
| 과목 / 챕터 | 회로이론 및 제어공학 / 제어공학 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
시간영역에서의 제어계 설계에 주로 사용되는 방법은?
선택지 분석
1
Bode 선도법
오답 함정 분석
주파수 응답을 이용하여 이득과 위상을 주파수의 함수로 나타내는 주파수 영역 해석법입니다.
근궤적법
정답 상세 해설
근궤적법은 특성방정식의 근의 위치를 통해 시간 영역에서의 과도 응답 특성을 해석하고 설계하는 기법입니다.
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Step 1: 근궤적법은 제어계의 개루프 전달함수의 이득 K가 0에서 무한대까지 변할 때, 폐루프 제어계의 특성방정식의 근이 복소평면상에서 이동하는 궤적을 그리는 방법입니다.
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Step 2: 복소평면상에서 특성근의 위치는 제어계의 감쇠비, 고유진동수 등 시간 영역의 성능 지표와 직접적인 연관이 있습니다.
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Step 3: 따라서 근궤적법을 이용하면 시간 영역에서의 안정도와 응답 특성을 직접적으로 파악하고 제어계를 설계할 수 있습니다.
3
Nyquist 선도법
오답 함정 분석
주파수 응답의 벡터 궤적을 이용하여 계의 절대 안정도를 판별하는 주파수 영역 해석법입니다.
4
Nichols 선도법
오답 함정 분석
이득과 위상을 좌표축으로 하여 주파수 응답 특성을 나타내는 주파수 영역 설계 도구입니다.
자주 묻는 질문
Q.
근궤적법이 왜 시간 영역 설계 방법인가요?
근궤적법은 폐루프 제어계의 특성방정식의 근(Pole)을 직접 다루기 때문입니다. 근의 위치는 시간 응답의 형태인 오버슈트나 침강 시간 등을 결정하므로 시간 영역 설계에 적합합니다.
Q.
주파수 영역 설계법에는 어떤 것들이 있나요?
보드 선도(Bode plot), 나이퀴스트 선도(Nyquist plot), 니콜스 선도(Nichols plot) 등이 대표적인 주파수 영역 해석 및 설계 방법입니다.