화공기사 2015년 4회 기출 풀이(41번,42번,43번,44번,45번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 41번, 42번, 43번, 44번

41. 바닥면적 4㎡ 의 빈 수직탱크에 물이 f(t) = 10L/min 의 유속으로 공급될 때 시간에 따른 탱크 내부의 액위(m) 변화 h(t)와 라플라스 변환된 H(s)는?

(단, Lapalce 변수 s 의 단위는 [1/min]이다.)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 1번

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공급유량을 면적으로 나눠주면 물이 차오르는 속도가 나온다.

0.01㎥/min / 4㎡ = 0.0025 m/min

h(t) = 0.0025 t

라플라스 변환하면,

H(s) = 0.0025/s^2

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42. 일 때 단위 계단응답에 해당하는 것은?

 ① 자연 진동

 ② 무진동 감쇠

 ③ 무감쇠 진동

 ④ 임계 감쇠

정답 : 4번

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전체를 2.25로 나누어 표준형으로 바꾸고 ζ (damping ratio)를 구해보자.

위 식을 통해 ζ=1 임을 알 수 있다.

ζ=1 일 때 임계 감쇠이다. (과도 감쇠와 과소 감쇠의 사이)

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43. 시간지연이 θ이고 시정수가 τ인 시간지연을 가진 1차계의 전달함수는?

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 4번

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1차계 전달함수와 시간지연항을 곱해주면 된다.

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44. 어떤 1차계의 함수가 일 때 이 계의 전달함수의 시정수(times constant)는?

 ① 2/3

 ② 3

 ③ 1/2

 ④ 2

정답 : 4번

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라플라스 변환하면,

6sY(s) = 2X(s)-3Y(s)

Y/X = 2/(6s+3)

표준형으로 바꾸면

Y/X = (2/3) / (2s+1)

 τ = 2

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45. 공정과 제어기가 불안정한 Pole 을 가지지 않는 경우에 다음의 Nyquist 선도에서 불안정한 제어계를 나타낸 그림은?

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 2번

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나이퀴스트 선도를 통해 안정성을 판별하는 방법은..

1. 보기와 같은 선도에서 줄을 잡고 아래로 잡아당긴다.

2. (-1, 0) 에서 틱 하고 걸리면 불안정하다.

자 해보자. 무엇이 걸리는가? 2번만 걸린다.

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