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1[7급 국가직 자동제어] 25년 1회차
다음 제어시스템에서 위상여유가 60 [°]일 때, 제어이득 KK는? (단, K>0K>0이다)

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2.5
해설

위상여유가 60°가 되는 이득은 K=2K=2이다.

위상은 −90∘−tan⁡−1ω3-90^\circ-\tan^{-1}\dfrac{\omega}{\sqrt{3}}이다. 위상여유 60°이면 이득 교차점의 위상이 -120°이므로 tan⁡−1ωc3=30∘\tan^{-1}\dfrac{\omega_c}{\sqrt{3}}=30^\circ, 즉 ωc=1 rad/s\omega_c=1\,\mathrm{rad/s}이다.

이 주파수에서 ∣L∣=Kωcωc2+3=K2=1|L|=\dfrac{K}{\omega_c\sqrt{\omega_c^2+3}}=\dfrac{K}{2}=1이므로 K=2K=2이다.

  • 1: 이득 교차 주파수가 1보다 낮아져 위상여유가 60°보다 커진다.
  • 1.5: 마찬가지로 위상여유가 60°보다 크다.
  • 2.5: 이득 교차 주파수가 높아져 위상여유가 60°보다 작아진다.

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