정상오차와 주파수응답

전기기사 필기 2019년 1회 66번

Q문제

시간영역에서 자동제어계를 해석할 때 기본 시험입력에 보통 사용되지 않는 입력은?

유사 문제 링크

선택지 분석

정속도 입력

정속도 입력(램프 입력)은 시간영역 해석에서 시스템의 속도 오차를 확인하기 위해 사용되는 표준 시험입력입니다.

정현파 입력

정현파 입력은 시간영역 해석이 아닌 주파수영역 해석에서 시스템의 특성을 파악하기 위해 사용되는 입력입니다.

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Step 1: 자동제어계의 시간영역 해석에서는 시스템의 과도응답과 정상상태 오차를 분석하기 위해 수학적으로 단순화된 표준 시험입력을 사용합니다.

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Step 2: 대표적인 시간영역 시험입력으로는 단위계단 입력(위치), 정속도 입력(속도), 정가속도 입력(가속도), 단위임펄스 입력 등이 있습니다.

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Step 3: 반면 정현파 입력은 입력 신호의 주파수를 변화시키며 시스템의 출력 진폭과 위상차를 측정하는 주파수응답 해석의 도구로 활용되므로 시간영역의 기본 시험입력에는 포함되지 않습니다.

단위계단 입력

단위계단 입력은 시간영역 해석에서 가장 널리 쓰이는 입력으로, 시스템의 과도응답과 위치 오차를 분석하는 기준이 됩니다.

정가속도 입력

정가속도 입력(포물선 입력)은 시간영역 해석에서 가속도 오차 상수를 평가할 때 사용되는 기본 시험입력 중 하나입니다.

시간영역 해석에서 기본 시험입력을 사용하는 목적은 무엇인가요?

실제 제어 시스템에 가해지는 복잡한 입력을 단순화된 표준 신호로 대체하여 시스템의 안정도, 응답 속도, 정확성 등을 정량적으로 비교하고 평가하기 위함입니다.

정현파 입력은 어떤 경우에 주로 사용되나요?

주파수 응답 해석 시 사용되며, 시스템에 정현파를 입력했을 때 나타나는 정상상태의 출력을 통해 시스템의 대역폭, 이득 여유, 위상 여유 등을 판단할 때 사용됩니다.