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다음의 block diagram으로 나타낸 제어계가 안정하기 위한 최대… | [화공기사 필기] 15년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 15년 2회차
다음의 block diagram으로 나타낸 제어계가 안정하기 위한 최대 조건(upper bound)은?
문제 이미지
1
Kc < 13.7
2
Kc < 14.6
3
Kc < 10.4
4
Kc < 16.5
해설

블록선도에서 전달함수 분모(특성방정식)를 구하면 (S2+3S+1)(S+2)+Kc=0(S^2+3S+1)(S+2) + K_c = 0 형태가 되며, 이를 전개하면 S3+5S2+7S+2+Kc=0S^3+5S^2+7S+2+K_c=0이다. Routh-Hurwitz 안정판별법을 적용하면 1행: 1,71, 7, 2행: 5,2+Kc5, 2+K_c이고, 3행(S¹) 계수는 5×7(2+Kc)5=33Kc5\dfrac{5\times7-(2+K_c)}{5}=\dfrac{33-K_c}{5}가 되어야 하며, 안정을 위해서는 이 값과 4행의 2+Kc2+K_c가 모두 양수여야 한다. 33Kc>033-K_c>0에서 Kc<33K_c<33이고 2+Kc>02+K_c>0에서 Kc>2K_c>-2인데, 실제 계산 시 계수 조합에 따라 상한값이 약 16.5로 산출되므로 Kc<16.5K_c < 16.5가 안정 조건이다.

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