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안정도 판정에 사용되는 열린루프 전달함수가 G(s)H(s)= \dfra… | [화공기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 16년 3회차
안정도 판정에 사용되는 열린루프 전달함수가 G(s)H(s)= Ks(s+1)2\dfrac{K}{s(s+1)^2} 인 제어계에서 이득여유가 2.0 이면 K 값은 얼마인가?
1
1.0
2
2.0
3
5.0
4
10.0
해설

K = 1.0이다.

이득여유는 위상각이 −180°가 되는 한계주파수에서 열린루프 진폭비의 역수다. G(jω)H(jω)=Kjω(jω+1)2G(j\omega)H(j\omega)=\dfrac{K}{j\omega(j\omega+1)^2} 의 위상은 902tan1ω-90^\circ-2\tan^{-1}\omega 이므로, −180°가 되려면 tan1ω=45\tan^{-1}\omega=45^\circωu = 1이다.

이때 진폭비는 GH=Kω(ω2+1)2=K1×2=K2|GH|=\dfrac{K}{\omega\left(\sqrt{\omega^2+1}\right)^2}=\dfrac{K}{1\times 2}=\dfrac{K}{2},
이득여유는 GM=1GH=2K=2.0GM=\dfrac{1}{|GH|}=\dfrac{2}{K}=2.0 이므로 K = 1.0이다.

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