감쇠율 ζ가 0과 1 사이인 과소 감쇠 2차 시스템에서 단위 단계 입력은 역 라플라스 방법을 사용하여 변환할 때 출력 응답을 나타내는 전달 함수를 생성합니다. 출력은 감쇠 사인파 진동을 나타내고 입력과 출력의 차이는 오차 신호라고 합니다. 이 오차 신호는 또한 감쇠 진동 동작을 보여줍니다. 결국 시스템이 정상 상태에 도달하면 오차는 0으로 감소합니다.
ζ = 0이면 시스템은 감쇠되지 않아 감쇠 없이 영구 진동이 발생합니다. 시스템은 무한정 진동을 계속하며 정상 상태에 도달하지 못합니다.
임계 감쇠 시나리오에서 ζ = 1인 경우 시스템의 극은 동일합니다. 단위 단계 입력의 경우 출력 방정식이 도출되고 역 라플라스 변환을 통해 응답이 얻어집니다. 이 응답은 진동을 나타내지 않으며 오버슈팅 없이 가능한 한 빨리 평형으로 돌아갑니다.
과감쇠 시나리오에서 ζ > 1인 경우 시스템의 두 적분 성분은 실수, 음수, 불평등합니다. 단위 단계 입력이 적용되면 출력 방정식이 공식화됩니다. 이 방정식의 역 라플라스 변환은 두 개의 감소하는 지수 항으로 특징지어지는 응답을 생성합니다. 이러한 지수 감소 중 하나는 감쇠 비율이 1보다 훨씬 클 때 다른 하나보다 상당히 빠릅니다. 결과적으로 더 빨리 감소하는 항은 종종 무시할 수 있어 응답이 1차 시스템과 유사하도록 단순화됩니다. 이 근사화를 통해 근사 전달 함수를 도출하여 분석과 설계를 단순화할 수 있습니다.
요약하자면, 다양한 감쇠 조건에서 단위 단계 입력에 대한 2차 시스템의 동작을 이해하는 것은 시스템 설계 및 분석에 매우 중요합니다. 감쇠가 낮은 응답은 감쇠 진동을 특징으로 하는 반면, 감쇠가 낮은 응답은 연속 진동을 특징으로 합니다. 임계 감쇠 시스템은 진동 없이 빠르게 평형을 이루고, 과감쇠 시스템은 더 느리고 진동이 없는 응답을 보입니다. 이러한 통찰력은 시스템을 튜닝하여 원하는 성능 특성을 달성하고 실제 응용 분야에서 안정성과 정확성을 보장하는 데 필수적입니다.
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