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Amplitude ratio가 항상 1인 계의 전달함수는? | [화공기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 20년 2회차
Amplitude ratio가 항상 1인 계의 전달함수는?
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s+1
해설

진폭비(AR)가 주파수와 무관하게 항상 1인 것은 순수 수송지연 e−0.2s 이다.

s에 jω를 대입하면 e0.2jω=cos(0.2ω)jsin(0.2ω)e^{-0.2j\omega}=\cos(0.2\omega)-j\sin(0.2\omega) 이고 그 크기는 cos2(0.2ω)+sin2(0.2ω)=1\sqrt{\cos^{2}(0.2\omega)+\sin^{2}(0.2\omega)}=1 이므로, ω가 아무리 커져도 AR = 1 이고 위상만 −0.2ω rad 만큼 뒤처진다.

나머지는 진폭비가 주파수에 따라 변한다.

  • 1차계 형태 1/(s+1)은 AR=1ω2+1AR=\dfrac{1}{\sqrt{\omega^{2}+1}} 이라 ω가 커질수록 0으로 줄어든다.
  • 극점이 우반면에 있는 1/(s−0.1)은 불안정한 계라 정상상태 주파수응답 자체가 성립하지 않는다.
  • 미분 성질을 갖는 s+1은 AR=ω2+1AR=\sqrt{\omega^{2}+1} 로 ω와 함께 계속 커진다.

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