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근사적으로 다음 보우드(bode)선도와 같은 주파수 응답을 보이는 전달… | [화공기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 16년 1회차
근사적으로 다음 보우드(bode)선도와 같은 주파수 응답을 보이는 전달함수는? (단 AR은 진폭비, ω는 각 주파수이다.)
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해설

이 선도를 만족하는 전달함수는 G(s) = 5(s+2)/(s+1)이다.

선도의 저주파 영역에서 AR/10이 1로 평평하므로 정상상태 이득 AR = 10이다. 실제로 G(0) = 5×2/1 = 10으로 맞는다.

꺾이는 지점은 ω=1과 ω=2 두 곳이다. ω=1에서 기울기가 −1로 떨어지는 것은 분모의 극 (s+1)(꺾임 주파수 1/τ = 1) 때문이고, ω=2부터 다시 수평이 되는 것은 분자의 영점 (s+2)가 그 −1 기울기를 상쇄하기 때문이다.

고주파에서 AR/10이 0.5, 즉 AR = 5로 일정해지는 것도 |G(∞)| = 5와 일치한다. 나머지 보기는 저주파 이득을 먼저 따지면 곧바로 걸러진다. 이득이 20이 되는 형태, 분자가 분모와 약분돼 주파수와 무관한 상수 20이 되는 형태, 저주파 이득이 2에 그치는 형태 모두 AR/10 = 1인 첫 수평구간을 만들지 못한다.

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