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1[소방설비기사(전기) 필기] 20년 3회차

그림의 블록선도와 같이 표현되는 제어 시스템의 전달함수 G(s)는?

R(s)+−G₁(s)+−G₂(s)C(s)G₃(s)G₄(s)
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G1(s)G2(s)1+G2(s)G3(s)+G1(s)G2(s)G4(s)\dfrac{G_1(s)G_2(s)}{1 + G_2(s)G_3(s) + G_1(s)G_2(s)G_4(s)}

2

G3(s)G4(s)1+G1(s)G2(s)+G1(s)G2(s)G3(s)\dfrac{G_3(s)G_4(s)}{1 + G_1(s)G_2(s) + G_1(s)G_2(s)G_3(s)}

3

G1(s)G2(s)1+G1(s)G2(s)+G1(s)G2(s)G3(s)\dfrac{G_1(s)G_2(s)}{1 + G_1(s)G_2(s) + G_1(s)G_2(s)G_3(s)}

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G3(s)G4(s)1+G2(s)G3(s)+G1(s)G2(s)G4(s)\dfrac{G_3(s)G_4(s)}{1 + G_2(s)G_3(s) + G_1(s)G_2(s)G_4(s)}

해설

이 제어 시스템의 전달함수 G(s)는 G1(s)G2(s)1+G2(s)G3(s)+G1(s)G2(s)G4(s)\dfrac{G_1(s)G_2(s)}{1 + G_2(s)G_3(s) + G_1(s)G_2(s)G_4(s)} 이다.

먼저 내부 루프(G2G_2 에 G3G_3 가 부궤환)를 등가화하면 G21+G2G3\dfrac{G_2}{1+G_2G_3} 이다.

여기에 G1G_1 이 직렬로 붙어 전향경로가 G1G21+G2G3\dfrac{G_1G_2}{1+G_2G_3} 이 되고, 이 전체에 G4G_4 가 부궤환되므로
G(s)=G1G21+G2G31+G1G21+G2G3G4=G1G21+G2G3+G1G2G4G(s)=\dfrac{\frac{G_1G_2}{1+G_2G_3}}{1+\frac{G_1G_2}{1+G_2G_3}G_4}=\dfrac{G_1G_2}{1+G_2G_3+G_1G_2G_4} 가 된다.

분자는 입력에서 출력까지의 전향경로 이득이므로 궤환요소인 G3G4G_3G_4 가 분자에 오는 나머지 두 보기는 성립하지 않는다.

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