화공기사 2018년 1회 기출 풀이(46번,47번,48번,*49번,50번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 47번, 48번

46. 1차계의 sin 응답에서 ωτ가 증가되었을 때 나타나는 영향을 옳게 설명한 것은?

(단, ω는 각 주파수, τ 는 시간정수, AR 은 진폭비, |ø|는 위상각의 절대값이다.)

 ① AR은 증가하나 |ø|는 감소한다.

 ② AR, |ø|모두 증가한다.

 ③ AR은 감소하나 |ø|는 증가한다.

 ④ AR, |ø|모두 감소한다.

정답 : 3번

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많은 초심자들이 진폭비, 위상각 나오는 주파수 응답 문제 다 버리고, 60점이 간당간당 할거다..

물론 나도 이런거 다 버리고 합격했지만...;; 그래도 좀만 알면 어렵지 않다?..

이 문제도 사실 접근을 좀 헤맸다..

문제를 식으로 제대로 쓰면,

이렇게 쓰고 풀어야하지 않나 싶다.. 그래서 헤맸다..

근데 특성 파악을 위해서는,

식으로도 충분한듯 하다.

S=jω 를 대입하면,

로 정리가 되고, 이를 복소평면에 나타내면,

AR(진폭비)=|G(jω)| (위 전달함수의 크기 성분)

위상각은,

이렇게 AR과 ø 식을 써놓고 ωτ가 커질 때 어떻게 변하는지 보면 된다.

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47. 공정의 위상각(phase angle) 및 주파수에 대한 설명으로 틀린 것은?

 ① 물리적 공정은 항상 위상지연(음의 위상각)을 갖는다.

 ② 위상지연이 크다는 것은 폐루프의 안정성이 쉽게 보장될 수 있음을 의미한다.

 ③ FOPDT(First Order Plus Dead Time) 공정의 위상지연은 주파수 증가에 따라 지속적으로 증가한다.

 ④ 비례제어시 critical 주파수와 ultimate 주파수는 일치한다.

정답 : 2번

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1번 : 실제에서는 전달 지연이 생긴다는 말인 것 같다..

2번 : 위상지연이 크면 안정성에 독이 된다.

3번,4번 : 잘 모르겠다.. 

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48. 다음 블록선도에서 C/R 의 전달함수는?

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 2번

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49. 이차계 공정은 의 형태로 표현된다. 0＜ζ＜1 이면 계단입력변화에 대하여 진동응답이 발생하는데 이때 진동응답의 주기와 τ, ζ와의 관계에 대한 설명으로 옳은 것은?

 ① 진동주기는 ζ 가 클수록, τ 가 작을수록 커진다.

 ② 진동주기는 ζ 가 작을수록, τ 가 클수록 커진다.

 ③ 진동주기는 ζ 와 τ 가 작을수록 커진다.

 ④ 진동주기는 ζ 와 τ 가 클수록 커진다.

정답 : 4번

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위 이차계 식의 주기 식은,

이다.

τ와 ζ가 커질수록 커짐을 알 수 있다.

이 식을 기억하지 못하더라도 ζ의 변화에 따른 응답 그래프의 변화를 기억한다면 얼추 추정은 해볼 수 있겠다..

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50. 총괄전달함수가 인 계의 주파수 응답에 있어 주파수가 2rad/s 일 때 진폭비는?

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 2번

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1/(s^2+3s+2)

s = jw, w=2

진폭비 AR = |G(jw)| = {(2/40)^2 +(6/40)^2}^0.5 = √40/40 = 1/√40 = 1/2√10

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