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G(s)H(s)=\dfrac{K}{(s+1)(s+2)}인 계의 이득여유… | [철도신호기사 필기] 11년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 11년 2회차
G(s)H(s)=K(s+1)(s+2)G(s)H(s)=\dfrac{K}{(s+1)(s+2)}인 계의 이득여유가 40[㏈]이면 이때의 K값은?
1
-50
2
1/50
3
-20
4
1/40
해설

이득여유가 40[㏈]이 되는 조건에서 K = 1/50이다.

개루프 전달함수 G(s)H(s)=K(s+1)(s+2)G(s)H(s)=\dfrac{K}{(s+1)(s+2)}에서 이득여유는 허수부가 0이 되는 주파수의 이득으로 판정하며, 이 계에서는 ω=0\omega=0이 그 지점이다. 대입하면 G(j0)H(j0)=K1×2=K2G(j0)H(j0)=\dfrac{K}{1\times 2}=\dfrac{K}{2}다.

이득여유의 정의 GM=20log⁡10∣1G(jω)H(jω)∣GM=20\log_{10}\left|\dfrac{1}{G(j\omega)H(j\omega)}\right|에 넣으면 40=20log⁡102K40=20\log_{10}\dfrac{2}{K}, 즉 log⁡102K=2\log_{10}\dfrac{2}{K}=2이므로 2K=100\dfrac{2}{K}=100이다.

따라서 K=2100=150K=\dfrac{2}{100}=\dfrac{1}{50}이다. 이득여유는 배율에 로그를 취한 값이라 K가 음수가 될 수 없고, 데시벨 변환을 건너뛰고 40을 그대로 분모에 넣어 1/40으로 두는 것도 정의에 맞지 않는다.

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