모두CBT

Bode 선도를 이용한 안정성 판별법 중 옳지 않은 것은? | [화공기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 15년 1회차
Bode 선도를 이용한 안정성 판별법 중 옳지 않은 것은?
1
위상 크로스오버 주파수(Phase crossover frequency)에서 AR 은 1보다 작아야 안정하다.
2
이득여유(Gain Margin)는 위상 크로스오버 주파수에서 AR 의 역수이다.
3
열린 루프에서 안정한 공정 전달함수에 대해서만 적용 가능하다.
4
이득 크로스오버 주파수(Gain crossover frequency)에서 위상각은 -180도보다 커야 안정하다.
해설

Bode 안정성 판별법은 개루프 전달함수의 진폭비와 위상각을 주파수에 따라 그려 놓고, 위상각이 -180°가 되는 위상 크로스오버 주파수에서의 진폭비로 폐루프의 안정 여부를 가리는 방법이다. 이 주파수에서 진폭비가 1보다 작으면 안정하며, 그때 진폭비의 역수가 곧 이득여유다. 반대로 진폭비가 1이 되는 이득 크로스오버 주파수에서는 위상각이 -180°보다 커야, 즉 위상여유가 양수여야 안정하다.

따라서 위상 크로스오버 주파수와 진폭비의 관계, 이득여유의 정의, 이득 크로스오버 주파수에서의 위상 조건을 말한 서술들은 모두 표준 내용과 그대로 일치한다. 남는 것은 적용 범위에 관한 서술인데, 적용 대상을 '열린 루프에서 안정한 공정'으로만 한정한 설명이 옳지 않다. 판별 조건은 개루프 전달함수가 우반평면에 극을 갖지 않는 것이되 원점의 단일 극은 예외로 허용하므로, 적분 요소를 포함해 개루프가 안정하다고 보기 어려운 공정에도 이 방법을 쓸 수 있다.

정리하면 Bode 선도로 안정성을 판별할 때 실제로 발목을 잡는 것은 개루프 안정성 자체가 아니라 진폭비와 위상각이 단조롭게 변하지 않아 크로스오버 주파수가 여러 개 생기는 경우이며, 그런 계에는 더 일반적인 Nyquist 판별법을 적용해야 한다.

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