자동제어계의 요소 및 구성

전기기사 필기 2022년 2회 66번

Q문제

기본 제어요소인 비례요소의 전달함수는? (단, K는 상수이다.)

유사 문제 링크

선택지 분석

G (s) = K

비례요소는 입력 신호에 비례하는 출력을 생성하는 가장 기본적인 제어요소로, 전달함수는 이득 상수

K

와 같습니다.

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Step 1. 비례요소의 시간 영역 출력식

c (t) = K \cdot r (t)

를 정의합니다.

•

Step 2. 양변을 라플라스 변환하여 복소 주파수 영역의 식

C (s) = K \cdot R (s)

를 도출합니다.

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Step 3. 전달함수의 정의인

G (s) = \frac{C ( s )}{R ( s )}

에 대입하여

G (s) = K

를 얻습니다.

G (s) = K s

해당 식은 입력의 변화율에 반응하는 미분요소의 전달함수입니다.

G (s) = \frac{K}{s}

해당 식은 입력을 시간으로 누적하는 적분요소의 전달함수입니다.

G (s) = \frac{K}{s + K}

해당 식은 시스템의 응답이 지연되는 1차 지연요소의 특성을 나타내는 형태입니다.

비례요소 제어의 주요 특징은 무엇인가요?

입력 변화에 즉각적으로 반응하지만, 목표값과 실제값 사이에 일정한 오차인 잔류 편차(Offset)가 발생하는 특징이 있습니다.

전달함수에서 상수 K가 커지면 시스템에 어떤 영향을 주나요?

제어계의 응답 속도는 빨라지지만, 오버슈트가 증가하고 시스템이 불안정해질 가능성이 높아집니다.