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다음 블록선도에서 성립이 되지 않는 식은? | [공조냉동기계기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 21년 3회차
다음 블록선도에서 성립이 되지 않는 식은?
문제 이미지
1
x3(t)=r(t)+3x2(t)-2c(t)
2
dx3(t)dt=x2(t)\dfrac{dx_3(t)}{dt} = x_2(t)
3
x2(t)=(r(t)+3x2(t)2x1(t))dtx_2(t)=\int(r(t)+3x_2(t)-2x_1(t))dt
4
x1(t)=c(t)
해설

블록선도의 가산점 출력이 X3X_3이고, RR는 (+), 이득 3의 되돌림은 (+), 이득 2의 되돌림은 (−)로 들어간다. 이득 3은 X2X_2에서, 이득 2는 출력 X1=CX_1 = C에서 분기하므로 x3(t)=r(t)+3x2(t)2c(t)x_3(t) = r(t) + 3x_2(t) - 2c(t)가 성립한다.

적분기 1/s1/sX3X2X1X_3 \to X_2 \to X_1 순으로 두 개 놓여 있다. 첫 적분기에서 X2=1sX3X_2 = \dfrac{1}{s}X_3이므로 시간영역에서는 dx2(t)dt=x3(t)\dfrac{dx_2(t)}{dt} = x_3(t), 적분형으로는 x2(t)=x3(t)dt=(r(t)+3x2(t)2x1(t))dtx_2(t) = \int x_3(t)\,dt = \int\left(r(t)+3x_2(t)-2x_1(t)\right)dt가 되어 옳다.

즉 미분 관계는 dx2(t)dt=x3(t)\dfrac{dx_2(t)}{dt} = x_3(t)여야 하므로, dx3(t)dt=x2(t)\dfrac{dx_3(t)}{dt} = x_2(t)는 적분기의 입력과 출력을 거꾸로 놓은 식이어서 성립하지 않는다.

두 번째 적분기에서 X1=1sX2X_1 = \dfrac{1}{s}X_2이고 그 X1X_1이 그대로 출력선으로 나가므로 x1(t)=c(t)x_1(t) = c(t)는 옳은 관계다.

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