모두CBT

전달함수가 \dfrac{2}{5s+1}e^{-2s} 인 공정의 계단입력… | [화공기사 필기] 18년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 18년 2회차
전달함수가 25s+1e−2s\dfrac{2}{5s+1}e^{-2s} 인 공정의 계단입력 2s\dfrac{2}{s} 에 대한 응답형태는?
1
2
3
4
해설

정답은 t = 2 까지 변화가 없다가 그 이후 1차계 곡선으로 올라가 최종값 4 에 수렴하는 응답이다.

전달함수 G(s)=25s+1e−2sG(s)=\dfrac{2}{5s+1}e^{-2s} 에 입력 X(s)=2sX(s)=\dfrac{2}{s} 를 곱하면 Y(s)=4s(5s+1)e−2sY(s)=\dfrac{4}{s(5s+1)}e^{-2s} 다.

역변환하면 t < 2 에서 y(t) = 0, t ≥ 2 에서 y(t)=4(1−e−(t−2)/5)y(t)=4\left(1-e^{-(t-2)/5}\right) 이다. 즉 지연시간(dead time) 2, 시정수 5, 최종값 4 인 1차 응답이다.

  • 최종값은 공정이득 2 와 계단 크기 2 의 곱이므로 2 가 아니라 4 이다.
  • 분모가 1 차식이라 극점이 실수 하나뿐이므로 감쇠 진동 형태가 될 수 없고, 적분기(1/s)가 없으므로 기울기가 일정한 램프 형태로 계속 올라가지도 않는다.

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.