그림의 회로(입력 v₁, 직렬 L·C 후 R 양단 출력 v₂)에서 전달함수 \(G(s)=\dfrac{V_2}{V_1}\)는?
①
\(\dfrac{RCs}{LCs^2+RCs+1}\)
★ 정답
②
\(\dfrac{RCs}{LCs^2-RCs-1}\)
③
\(\dfrac{Cs}{LCs^2+RCs+1}\)
④
\(\dfrac{Cs}{LCs^2-RCs-1}\)
💡 해설 보기
전달함수 \(G(s)\) 모든 초기값을 0으로 놓았을 때 출력의 라플라스변환 ÷ 입력의 라플라스변환 입니다. \[ G(s)=\frac{C(s)}{R(s)} \]선형시불변(LTI) 시스템의 입출력 관계를 \(s\)영역에서 나타냅니다.풀이 전압분배 \(\dfrac{V_2}{V_1}=\dfrac{R}{R+sL+\frac{1}{sC}}=\dfrac{RCs}{LCs^2+RCs+1}\).
선간전압 V_ab인 3상 평형전원에 대칭부하 R을 접속하고 a-b 상간 전력계 지시값이 W일 때 c상 전류의 크기는?
3상 평형 부하 + 단상 전력계 a b c W V_ab R R R N
①
\(\dfrac{W}{3V_{ab}}\)
②
\(\dfrac{2W}{3V_{ab}}\)
③
\(\dfrac{2W}{\sqrt3\,V_{ab}}\)
★ 정답
④
\(\dfrac{\sqrt3\,W}{V_{ab}}\)
💡 해설 보기
3상 회로 핵심 Y: \(V_l=\sqrt3V_p,\ I_l=I_p\); Δ: \(V_l=V_p,\ I_l=\sqrt3I_p\). 전력 \(P=\sqrt3V_lI_l\cos\theta\), 2전력계 \(P=W_1+W_2\), 대칭분(영상·정상·역상).풀이 평형·순저항이라 전력계 지시 \(W=V_{ab}I\cos30°=\frac{\sqrt3}{2}V_{ab}I\)에서 선전류 \(I=\dfrac{2W}{\sqrt3\,V_{ab}}\). 평형이므로 c상 전류도 같습니다.
선간전압 100V, 역률 0.6인 평형 3상 부하에서 무효전력 Q=10kvar일 때 선전류의 크기는 약 몇 A인가?
①
57.7
②
72.2
★ 정답
③
96.2
④
125
💡 해설 보기
\(Q=\sqrt3\,V_L I_L\sin\theta\), \(\sin\theta=0.8\). \(I_L=\dfrac{Q}{\sqrt3\,V_L\sin\theta}=\dfrac{10000}{\sqrt3\times100\times0.8}\approx72.2\,\text{A}\).
여러 독립 전원이 있는 선형회로에서 한 소자의 전압·전류를 구할 때, 각 전원을 하나씩 살리고 나머지는 죽여 합하는 방법은?
①
중첩의 정리
★ 정답
②
테브난 정리
③
노턴 정리
④
밀만 정리
💡 해설 보기
회로이론 핵심 \(Z=\sqrt{R^2+X^2}\), \(X_L=\omega L,\ X_C=\tfrac1{\omega C}\), 공진 \(f_0=\dfrac1{2\pi\sqrt{LC}}\), 실효값 \(\tfrac{V_m}{\sqrt2}\), 전력 \(P=VI\cos\theta\), 테브낭 등가.풀이 선형회로에서 각 독립전원 단독 응답을 대수적으로 합 하는 것이 중첩의 정리(전압원=단락, 전류원=개방으로 죽임).
저항 R에 전압 E를 걸어 전력 P가 소비될 때, 전압을 그대로 두고 저항선을 잘라 길이를 2/3로 하면 소비전력은?
①
\(\dfrac23 P\)
②
\(\dfrac32 P\)
★ 정답
③
\(\dfrac49 P\)
④
\(\dfrac94 P\)
💡 해설 보기
회로이론 핵심 \(Z=\sqrt{R^2+X^2}\), \(X_L=\omega L,\ X_C=\tfrac1{\omega C}\), 공진 \(f_0=\dfrac1{2\pi\sqrt{LC}}\), 실효값 \(\tfrac{V_m}{\sqrt2}\), 전력 \(P=VI\cos\theta\), 테브낭 등가.풀이 \(R\propto\) 길이 → \(R'=\frac23 R\). \(P=\dfrac{E^2}{R}\)이므로 \(P'=\dfrac{E^2}{\frac23 R}=\dfrac32 P\).
샘플링 주기 T일 때 \(z=e^{sT}\)로 s평면 좌반평면은 z평면 단위원의 어디로 사상되는가?
①
내부(내점)
★ 정답
②
외부(외점)
③
원주상
④
z평면 전체
💡 해설 보기
\(z=e^{sT}\) 사상 s평면 좌반면(\(\sigma\lt 0\)) → \(|z|=e^{\sigma T}\lt 1\) → 단위원 내부 . 허수축은 원주, 우반면은 외부. 이산계는 극점이 단위원 안에 있어야 안정.
상태방정식 \(\dot X=AX+BU\)인 제어계의 특성방정식은?
①
\(|sI-B|=I\)
②
\(|sI-A|=I\)
③
\(|sI-B|=0\)
④
\(|sI-A|=0\)
★ 정답
💡 해설 보기
특성방정식 \(|sI-A|=0\) 시스템행렬 \(A\)의 고유값(=극점)이 특성근입니다. 전달함수 \(G(s)=C(sI-A)^{-1}B\)의 분모가 \(|sI-A|\).
60Hz 100V 교류를 200Ω 전구에 인가할 때 소비되는 평균전력[W]은?
①
50
★ 정답
②
10
③
100
④
200
💡 해설 보기
\(P=\dfrac{V^2}{R}\) (실효값 기준) \[ P=\frac{100^2}{200}=50\,\text{W} \]순저항이라 역률 1, 평균전력=유효전력.
1차 지연계 \(G(s)=\dfrac{1}{1+2s}\)의 대역폭[rad/s]은?
💡 해설 보기
1차계 대역폭 = 절점주파수 \(G=\dfrac{1}{1+sT}\)에서 \(T=2\)s이므로 \(\omega_c=\dfrac1T=0.5\)rad/s. 이 주파수에서 이득이 \(-3\)dB로 떨어집니다.
무손실 선로의 수전단 개방 시 입력임피던스 크기를 특성임피던스와 같게 하려면 선로 길이를 파장의 몇 배로 하는가?
①
\(\lambda/8\)
★ 정답
②
\(\lambda/4\)
③
\(\lambda/2\)
④
\(\lambda\)
💡 해설 보기
개방선로 \(Z_{in}=-jZ_0\cot\beta\ell\) \(|Z_{in}|=Z_0\)이려면 \(|\cot\beta\ell|=1\Rightarrow\beta\ell=45°\Rightarrow\ell=\lambda/8\).
입력 \(V_1,V_2,V_3\)를 각 저항 R로 가산증폭(귀환저항 \(R_f\))하는 반전가산기의 출력 \(V_o\)는?
①
\(V_1+V_2+V_3\)
②
\(-(V_1+V_2+V_3)\)
③
\(-\dfrac{R_f}{R}(V_1+V_2+V_3)\)
★ 정답
④
\(\dfrac{R_f}{R}(V_1+V_2+V_3)\)
💡 해설 보기
반전 가산증폭기 가상단락(입력단 0V)에서 \[ V_o=-R_f\Big(\frac{V_1}{R}+\frac{V_2}{R}+\frac{V_3}{R}\Big)=-\frac{R_f}{R}(V_1+V_2+V_3) \]
기전력 2V·내부저항 0.5Ω 전지 9개를 3개씩 직렬한 것을 3조 병렬하고 부하 1.5Ω을 접속할 때 부하전류[A]는?
💡 해설 보기
합성 기전력·내부저항 3직렬: \(E=6\)V, \(r=1.5\Omega\). 이를 3병렬: \(E=6\)V, \(r=1.5/3=0.5\Omega\). \[ I=\frac{6}{0.5+1.5}=3\,\text{A} \]
개루프 \(G(s)H(s)\)의 극점·영점이 우반평면에 있을 때 안정도 판정이 곤란한 방법은?
①
라우스-훌비츠
②
나이퀴스트
③
보드선도
★ 정답
④
근궤적
💡 해설 보기
보드선도의 한계 보드선도(이득·위상 여유)는 개루프가 최소위상계 (극·영점이 좌반면)일 때 유효합니다. 우반면 극·영점(비최소위상)이 있으면 판정이 곤란합니다. 나이퀴스트는 이 경우도 가능.
진폭 E, 폭 a인 구형파 \(f(t)=E[u(t)-u(t-a)]\)의 라플라스 변환은?
①
\(\dfrac{E}{s}\)
②
\(\dfrac{E}{s}e^{-as}\)
③
\(\dfrac{E}{s}(1-e^{-as})\)
★ 정답
④
\(E(1-e^{-as})\)
💡 해설 보기
시간이동정리 \(u(t)\to\dfrac1s\), \(u(t-a)\to\dfrac{e^{-as}}{s}\). 따라서 \[ F(s)=\frac{E}{s}(1-e^{-as}) \]
\(Z(s)=\dfrac{s+3}{(s+4)(s+5)}\)의 영점은?
①
4, 5
②
−4, −5
③
3
④
−3
★ 정답
💡 해설 보기
영점 = 분자의 근 \(s+3=0\Rightarrow s=-3\). (극점은 분모의 근 \(-4,-5\))
연료 유량과 공기 유량의 비를 연소에 적합하게 유지하는 제어는?
①
비율제어
★ 정답
②
추종제어
③
프로그램제어
④
정치제어
💡 해설 보기
비율제어 한 양(공기)을 다른 양(연료)에 일정 비율 로 추종시키는 제어. 보일러 연소제어의 대표 예입니다.
시정수 \(T\)인 RC 적분회로(입력 \(V_i\), 콘덴서 출력 \(V_o\))의 전달함수는?
①
\(Ts^2+1\)
②
\(\dfrac{1}{Ts+1}\)
★ 정답
③
\(Ts+1\)
④
\(\dfrac{Ts}{Ts+1}\)
💡 해설 보기
RC 저역통과(적분) \[ \frac{V_o}{V_i}=\frac{1/sC}{R+1/sC}=\frac{1}{1+sRC}=\frac{1}{1+Ts} \]시정수 \(T=RC\).
전향경로 이득 \(a\), 되먹임 루프이득이 각각 2·3인 신호흐름선도의 \(C/R\) 형태로 옳은 것은? (단일 전향경로)
①
\(a+2\)
②
\(a+3\)
③
\(\dfrac{a}{1-(L_1+L_2)}\)
★ 정답
④
\(a+6\)
💡 해설 보기
메이슨 공식 \[ \frac{C}{R}=\frac{\sum P_k\Delta_k}{\Delta}=\frac{a}{1-(L_1+L_2)} \]분모는 \(1-\)(루프이득 합), 분자는 전향경로 이득입니다.
\(F(s)=\dfrac{1}{(s+1)^2}\)의 역변환 \(f(t)\)는?
①
\(t\,e^{-t}\)
★ 정답
②
\(e^{-t}\)
③
\(e^{-t}-t e^{-t}\)
④
\(1-e^{-t}\)
💡 해설 보기
표준쌍 \[ \frac{1}{(s+a)^2}\ \longleftrightarrow\ t\,e^{-at} \]따라서 \(f(t)=t\,e^{-t}\).
RC 직렬회로에서 \(R=1\)Ω, \(C=1\)F, 초기전하 없이 스위치를 닫아 전류가 \(i(t)=10^{-2}e^{-t}\)형태일 때 시정수[s]는?
💡 해설 보기
RC 시정수 \(\tau=RC\) \(\tau=1\times1=1\)s. 전류 \(i(t)=\dfrac{V}{R}e^{-t/\tau}\)에서 지수의 시정수가 1s임을 확인할 수 있습니다.
온도를 전압으로 변환하는 요소는?
①
차동변압기
②
열전대
★ 정답
③
측온저항
④
광전지
💡 해설 보기
열전대(thermocouple) 두 금속 접점의 온도차로 기전력 이 생기는 제벡 효과를 이용해 온도→전압 변환. (차동변압기=변위→전압, 광전지=빛→전압)
\(G(s)H(s)=\dfrac{K}{s(s+4)(s+5)}\)의 점근선 교차점 \(\sigma\)는?
💡 해설 보기
점근선 실축 교점 \[ \sigma=\frac{\sum 극점-\sum 영점}{n-m}=\frac{(0-4-5)-0}{3-0}=-3 \]
2전력계법에서 지시값 \(P_1,P_2\)일 때 3상 부하의 역률은?
①
\(\dfrac{P_1+P_2}{2}\)
②
\(\dfrac{P_1-P_2}{P_1+P_2}\)
③
\(P_1+P_2\)
④
\(\dfrac{P_1+P_2}{2\sqrt{P_1^2+P_2^2-P_1P_2}}\)
★ 정답
💡 해설 보기
2전력계법 역률 유효 \(P=P_1+P_2\), 무효 \(Q=\sqrt3(P_1-P_2)\), 피상 \(S=2\sqrt{P_1^2+P_2^2-P_1P_2}\). \[ \cos\theta=\frac{P_1+P_2}{2\sqrt{P_1^2+P_2^2-P_1P_2}} \]
저항 R 3개를 Y로 접속해 200V 3상 인가 시 선전류 10A였다. 같은 저항을 Δ로 접속하고 같은 전원을 걸면 선전류[A]는?
①
10
②
\(10\sqrt3\)
③
30
★ 정답
④
\(30\sqrt3\)
💡 해설 보기
Y→Δ 선전류 3배 같은 저항·전원에서 Δ결선 임피던스는 Y의 1/3처럼 작용해 선전류가 3배 가 됩니다. \[ I_\Delta=3\times10=30\,\text{A} \]
\(L\)과 \(C\)의 병렬 2단자 회로에서 반공진(병렬공진) 각주파수 \(\omega_r\)는?
①
\(\sqrt{LC}\)
②
\(\dfrac{1}{\sqrt{LC}}\)
★ 정답
③
\(\dfrac{1}{LC}\)
④
\(LC\)
💡 해설 보기
병렬공진 \[ \omega_r=\frac{1}{\sqrt{LC}} \]이 주파수에서 병렬 LC의 임피던스가 최대(전류 최소)가 됩니다.
단위 임펄스(충격)함수 \(\delta(t)\)의 라플라스 변환은?
①
\(\dfrac1s\)
②
1
★ 정답
③
0
④
\(s\)
💡 해설 보기
임펄스의 라플라스 \[ \mathcal L\{\delta(t)\}=1 \]폭 a·높이 1/a인 펄스에서 \(a\to0\)의 극한. 임펄스응답 \(h(t)=\mathcal L^{-1}\{G(s)\}\).
개루프에 우반면 극점 3개·영점 2개가 있을 때, 나이퀴스트 선도가 \((-1,j0)\)를 어떻게 감싸면 폐루프가 안정한가?
①
반시계방향으로 3번 감싼다
★ 정답
②
시계방향으로 1번
③
전혀 감싸지 않는다
④
시계방향으로 3번
💡 해설 보기
나이퀴스트 판정 \(Z=N+P\)에서 안정(\(Z=0\))이려면 \(N=-P\). 우반면 극점 \(P=3\)이므로 임계점을 반시계방향으로 3번 감싸야 합니다.
전원·부하가 Δ결선된 3상 평형회로에서 전압 200V, 1상 임피던스 \(6+j8\Omega\)일 때 선전류[A]는?
①
20
②
28.3
③
34.6
★ 정답
④
47.2
💡 해설 보기
Δ결선 \(|Z|=\sqrt{6^2+8^2}=10\Omega\). 상전류 \(I_p=\dfrac{200}{10}=20\)A. 선전류 \(I_l=\sqrt3 I_p=\sqrt3\times20\approx34.6\)A.
특성방정식 \(s^3+2s^2+3s+K=0\)이 안정하기 위한 \(K\)의 범위는?
①
\(0\lt K\lt 6\)
★ 정답
②
\(K\gt 6\)
③
\(K\lt 0\)
④
\(K\gt 0\)만
💡 해설 보기
라우스 판정 1열: \(1,\ 2,\ \dfrac{2\times3-K}{2},\ K\). 모두 양수: \(6-K\gt 0\)이고 \(K\gt 0\) → \(0\lt K\lt 6\).
2차계 \(G(s)=\dfrac{\omega_n^2}{s^2+2\zeta\omega_n s+\omega_n^2}\)에서 \(\zeta\lt 1\)이면 응답은?
①
과제동(비진동)
②
부족제동(감쇠진동)
★ 정답
③
임계제동
④
무제동 발산
💡 해설 보기
감쇠비 \(\zeta\) \(\zeta\lt 1\): 부족제동(감쇠진동), \(\zeta=1\): 임계제동, \(\zeta\gt 1\): 과제동. \(\zeta\)가 작을수록 진동이 큽니다.
블록 \(G_1,G_2\)가 직렬이고 \(G_2\)에 \(H\)가 부궤환일 때 전체 전달함수는?
①
\(\dfrac{G_1G_2}{1+G_2H}\)
★ 정답
②
\(G_1G_2\)
③
\(\dfrac{G_1G_2}{1+G_1G_2H}\)
④
\(\dfrac{G_1}{1+G_2H}\)
💡 해설 보기
블록선도 축약 부궤환부 \(\dfrac{G_2}{1+G_2H}\)에 직렬 \(G_1\)을 곱: \[ \frac{G_1G_2}{1+G_2H} \]
3상 불평형 전압에서 정상분 250V, 역상분 50V, 영상분 20V일 때 전압 불평형률[%]은?
💡 해설 보기
불평형률 \[ 불평형률=\frac{역상분}{정상분}\times100=\frac{50}{250}\times100=20\% \]
\(R=2\Omega\), \(L=10\)mH, \(C=4\mu F\) 직렬공진회로의 선택도 \(Q\)는?
①
25
★ 정답
②
50
③
100
④
2.5
💡 해설 보기
선택도 \(Q=\dfrac1R\sqrt{\dfrac{L}{C}}\) \[ Q=\frac12\sqrt{\frac{10\times10^{-3}}{4\times10^{-6}}}=\frac12\sqrt{2500}=\frac12\times50=25 \]
\(L=10\)mH, \(C=4\mu F\) 직렬회로의 공진주파수는 약 몇 Hz인가?
①
약 796
★ 정답
②
약 1592
③
약 500
④
약 2500
💡 해설 보기
공진주파수 \[ f_0=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}=\frac{1}{2\pi\sqrt{10^{-2}\times4\times10^{-6}}}\approx796\,\text{Hz} \]
z변환은 라플라스 변환에서 \(s\) 대신 무엇을 대입한 것과 관계되는가?
①
\(z=e^{sT}\) 즉 \(s=\dfrac1T\ln z\)
★ 정답
②
\(s=zT\)
③
\(s=\dfrac{z}{T}\)
④
\(s=Tz\)
💡 해설 보기
\(z=e^{sT}\) 샘플주기 T로 이산화하면 \(z=e^{sT}\), 역으로 \(s=\dfrac1T\ln z\). s평면 좌반면이 z평면 단위원 내부로 사상됩니다.
근궤적에서 복소극점 \(s=-1+j\)에서의 출발각(K>0)이 45°가 되는 경우로 옳은 설명은?
①
출발각은 각도조건 \(\sum각-\sum각=\pm180°\)으로 계산한다
★ 정답
②
항상 90°
③
항상 0°
④
극점 수와 무관
💡 해설 보기
출발각 복소극점에서의 출발각은 각도조건 (그 극점을 뺀 나머지 극·영점이 보는 각의 합으로 \(\pm180°\) 맞춤)으로 구합니다.
계의 미분방정식이 \(\dfrac{d^2y}{dt^2}+3\dfrac{dy}{dt}+2y=x\)일 때 전달함수 \(Y/X\)는?
①
\(\dfrac{1}{s^2+3s+2}\)
★ 정답
②
\(s^2+3s+2\)
③
\(\dfrac{s}{s^2+3s+2}\)
④
\(\dfrac{1}{s+2}\)
💡 해설 보기
라플라스 변환(초기값 0) \[ (s^2+3s+2)Y=X\ \Rightarrow\ \frac{Y}{X}=\frac{1}{s^2+3s+2} \]
R-L 병렬가지 회로에서 \(t=0^+\)에 스위치를 닫을 때, 인덕터가 있는 가지의 초기전류는?
①
즉시 \(V/R\)
②
0(인덕터 전류는 급변 불가)
★ 정답
③
무한대
④
\(V/2R\)
💡 해설 보기
인덕터 초기조건 인덕터 전류는 급변할 수 없어 \(t=0^+\)에서 이전 값(0)을 유지합니다. 반면 저항만 있는 가지는 즉시 \(V/R\).
\(f(t)=e^{-t}\sin 2t\)의 라플라스 변환은?
①
\(\dfrac{2}{(s+1)^2+4}\)
★ 정답
②
\(\dfrac{s+1}{(s+1)^2+4}\)
③
\(\dfrac{2}{s^2+4}\)
④
\(\dfrac{1}{s+1}\)
💡 해설 보기
s이동정리 \(\sin2t\to\dfrac{2}{s^2+4}\), \(e^{-t}\) 곱은 \(s\to s+1\): \[ \frac{2}{(s+1)^2+4} \]
RC 직렬회로에서 저항 양단을 출력으로 하는 전달함수는?
①
\(\dfrac{1}{1+sRC}\)
②
\(\dfrac{sRC}{1+sRC}\)
★ 정답
③
\(sRC\)
④
\(\dfrac{1}{sRC}\)
💡 해설 보기
고역통과(미분형) 저항 출력: \[ \frac{R}{R+1/sC}=\frac{sRC}{1+sRC} \]콘덴서 출력(저역통과)의 \(\dfrac{1}{1+sRC}\)와 대응됩니다.
단위 계단 입력에 대한 정상편차가 유한값이면 이 계는 몇 형인가?
💡 해설 보기
제어계의 형 계단입력에서 정상편차가 유한 이면 위치편차상수 \(K_p\)가 유한 → 0형 . 1형 이상은 계단입력 정상편차 0.
임피던스 \(Z\)가 직렬로 하나 있는 4단자망의 정수 \(A,B,C,D\)는?
①
\(A=1,B=Z,C=0,D=1\)
★ 정답
②
\(A=1,B=0,C=Z,D=1\)
③
\(A=Z,B=1,C=1,D=Z\)
④
\(A=0,B=Z,C=1,D=0\)
💡 해설 보기
직렬 임피던스 4단자정수 \[ \begin{bmatrix}A&B\\C&D\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}1&Z\\0&1\end{bmatrix} \]병렬 어드미턴스 Y는 \(C=Y\)가 됩니다.
분포정수 선로에서 위상정수가 \(\beta\)[rad/m]일 때 파장 \(\lambda\)는?
①
\(2\pi\beta\)
②
\(\dfrac{2\pi}{\beta}\)
★ 정답
③
\(4\pi\beta\)
④
\(\dfrac{4\pi}{\beta}\)
💡 해설 보기
파장 \[ \lambda=\frac{2\pi}{\beta} \]한 파장에 위상이 \(2\pi\) 변합니다. 전파속도 \(v=\dfrac{\omega}{\beta}=f\lambda\).
비정현파를 바르게 나타낸 것은?
①
교류분+고조파+기본파
②
직류분+기본파+고조파
★ 정답
③
기본파+고조파−직류분
④
직류분+고조파−기본파
💡 해설 보기
비정현파의 구성 비정현파 = 직류분 + 기본파 + 고조파(들) 의 합. 실효값은 각 성분 실효값의 제곱합의 제곱근.
입력이 서로 다를 때만 출력이 1이 되는 논리게이트는?
①
AND
②
OR
③
Exclusive OR
★ 정답
④
NAND
💡 해설 보기
XOR(배타적 논리합) 두 입력이 다를 때만 1 (같으면 0). \(Y=A\oplus B=\bar AB+A\bar B\).
논리식 \(A+AB\)를 간단히 하면?
①
\(A\)
★ 정답
②
\(B\)
③
\(AB\)
④
\(A+B\)
💡 해설 보기
흡수법칙 \[ A+AB=A(1+B)=A\cdot1=A \](\(1+B=1\)). 반면 \(A+\bar AB=A+B\)와 혼동하지 마세요.
대칭좌표법에서 전압 불평형률을 나타내는 것은?
①
\(\dfrac{영상분}{정상분}\times100\)
②
\(\dfrac{정상분}{역상분}\times100\)
③
\(\dfrac{영상분}{역상분}\times100\)
④
\(\dfrac{역상분}{정상분}\times100\)
★ 정답
💡 해설 보기
불평형률 \[ 불평형률=\frac{역상분}{정상분}\times100\,[\%] \]역상분이 클수록 불평형이 심합니다.
1차 지연요소 \(G(s)=\dfrac{K}{1+sT}\)의 벡터궤적(극좌표선도)은 어떤 형태인가?
①
직선
②
포물선
③
제4상한의 반원
★ 정답
④
완전한 원
💡 해설 보기
1차 지연 벡터궤적 \(\omega:0\to\infty\)에서 크기 \(K\to0\), 위상 \(0°\to-90°\)로 제4상한의 반원 을 그립니다.
\(6\Omega\)과 \(2\Omega\)이 직렬인 회로에 8V를 걸 때 \(2\Omega\) 양단전압[V]은?
💡 해설 보기
전압 분배 \[ V_{2\Omega}=8\times\frac{2}{6+2}=8\times\frac14=2\,\text{V} \]
속응도(응답속도)와 정상편차 양쪽에서 가장 우수한(최적) 제어동작은?
①
PI 동작
②
P 동작
③
PD 동작
④
PID 동작
★ 정답
💡 해설 보기
PID 제어 비례(P)·적분(I, 정상편차 제거)·미분(D, 응답속도·안정도)을 모두 갖춰 속응성과 정확성을 함께 얻습니다.
\(V=80+j60\)[V], \(I=4+j2\)[A]인 부하의 역률·무효율은?
①
0.8, 0.6
②
0.894, 0.448
③
0.916, 0.401
④
0.984, 0.178
★ 정답
💡 해설 보기
복소전력 \(S=VI^*\) \(I^*=4-j2\), \(S=(80+j60)(4-j2)=320-j160+j240+120=440+j80\). \(\cos\theta=\dfrac{440}{\sqrt{440^2+80^2}}=\dfrac{440}{447}\approx0.984\), 무효율 \(\approx0.178\).
전원 내부저항 R, 부하 \(R_L\)일 때 부하에 최대전력이 전달되는 조건은?
①
\(R_L=0\)
②
\(R_L=R\)
★ 정답
③
\(R_L=\infty\)
④
\(R_L=2R\)
💡 해설 보기
최대전력 전달 \[ R_L=R\ \Rightarrow\ P_{max}=\frac{V^2}{4R} \]내부저항과 부하저항이 같을 때 최대전력이 전달됩니다.
\(R\)과 \(C\)(초기전압 20V) 직렬에 전압 40V를 \(t=0\)에 인가할 때 \(R=10\Omega\)이면 초기전류 \(i(0^+)\)[A]는?
💡 해설 보기
콘덴서 초기전압 유지 \(t=0^+\)에서 콘덴서 전압은 20V로 유지되므로, 저항에 걸리는 전압 \(=40-20=20\)V. \[ i(0^+)=\frac{20}{10}=2\,\text{A} \]
\(f(t)=\cos\omega t\)의 라플라스 변환은?
①
\(\dfrac{s}{s^2+\omega^2}\)
★ 정답
②
\(\dfrac{\omega}{s^2+\omega^2}\)
③
\(\dfrac{1}{s^2+\omega^2}\)
④
\(\dfrac{s}{s^2-\omega^2}\)
💡 해설 보기
표준쌍 \[ \cos\omega t\ \longleftrightarrow\ \frac{s}{s^2+\omega^2},\qquad \sin\omega t\ \longleftrightarrow\ \frac{\omega}{s^2+\omega^2} \]
\(G(s)H(s)=\dfrac{K}{s(s+2)(s+4)}\)의 근궤적에서 실축상 분지점은 약 얼마인가?
①
약 −0.85
★ 정답
②
약 −3
③
약 −1.25
④
약 −5
💡 해설 보기
분지점(이탈점) \(\dfrac{d}{ds}\Big[\dfrac{-1}{K}\Big]=0\), 즉 \(\dfrac{dK}{ds}=0\)에서 구하며, 실축상 극점 \(0\)과 \(-2\) 사이의 \(\approx-0.85\)가 됩니다.
\(G(s)H(s)=\dfrac{K}{s(s+1)(s+2)}\)의 점근선 실축 교차점은?
①
−1
★ 정답
②
−2
③
−0.5
④
−3
💡 해설 보기
점근선 교차점 \[ \sigma=\frac{\sum극점-\sum영점}{n-m}=\frac{0-1-2}{3}=-1 \]
\(G(s)H(s)=\dfrac{K(s+2)}{s(s+1)}\) 근궤적에서 실축상 이탈점 하나는 약 얼마인가?
①
약 −0.59
★ 정답
②
약 −2
③
약 −1
④
약 −3.4
💡 해설 보기
이탈점 계산 \(\dfrac{dK}{ds}=0\)을 풀면 실축상 두 점이 나오며, 극점 0과 −1 사이의 약 −0.59 가 근궤적상의 이탈점입니다.
\(G(s)H(s)=\dfrac{K}{s(s+1)(s+3)}\)에서 실축상 분지점은?
①
약 −0.43
★ 정답
②
약 −2
③
약 −1.5
④
약 −3
💡 해설 보기
분지점 극점 \(0,-1,-3\) 중 근궤적이 존재하는 \(0\)과 \(-1\) 사이에서 \(\dfrac{dK}{ds}=0\)을 만족하는 약 −0.43 이 분지점입니다.
전원 내부임피던스가 \(R+jX\)이고 부하가 순저항 \(R_L\)일 때 최대전력 전달조건은?
①
\(R_L=R\)
②
\(R_L=X\)
③
\(R_L=\sqrt{R^2+X^2}\)
★ 정답
④
\(R_L=R+X\)
💡 해설 보기
순저항 부하 최대전력 부하가 저항만이면 \(R_L=|Z|=\sqrt{R^2+X^2}\)일 때 최대전력이 전달됩니다(공액정합 불가 시).
\(R=50\Omega\), \(L=200\)mH 직렬회로에 50Hz 전원을 걸 때 역률[%]은?
①
62.3
★ 정답
②
72.3
③
82.3
④
92.3
💡 해설 보기
역률 \(\cos\theta=\dfrac{R}{Z}\) \(X_L=2\pi\times50\times0.2=62.8\Omega\), \(Z=\sqrt{50^2+62.8^2}=80.3\Omega\). \(\cos\theta=\dfrac{50}{80.3}=0.623=62.3\%\).
전동기의 회전수(주파수)를 제어하려는 것은 어떤 제어에 속하는가?
①
프로세스제어
②
서보기구
③
자동조정(정치제어)
★ 정답
④
추종제어
💡 해설 보기
제어량에 따른 분류 전압·전류·주파수·속도 등 기계·전기량을 일정하게 유지 하는 것은 자동조정(정치제어)에 속합니다.
계단함수 \(u_s(t)\)에 상수 5를 곱한 \(5u_s(t)\)의 라플라스 변환은?
①
\(\dfrac{s}{5}\)
②
\(5s\)
③
\(\dfrac{1}{5s}\)
④
\(\dfrac{5}{s}\)
★ 정답
💡 해설 보기
계단함수 \(\mathcal L\{u(t)\}=\dfrac1s\)이므로 \(\mathcal L\{5u(t)\}=\dfrac{5}{s}\).
\(F(s)=\dfrac{s+2}{(s+2)^2+9}\)의 역변환 \(f(t)\)는?
①
\(e^{-2t}\cos3t\)
★ 정답
②
\(e^{-3t}\sin2t\)
③
\(e^{3t}\cos2t\)
④
\(e^{2t}\sin3t\)
💡 해설 보기
s이동정리 \(\dfrac{s}{s^2+9}\to\cos3t\), \(s\to s+2\)는 \(e^{-2t}\) 곱: \[ f(t)=e^{-2t}\cos3t \]
\(G(s)H(s)=\dfrac{K}{s(s+1)(s+2)}\)의 근궤적이 \(j\omega\)축과 교차하는 점은?
①
\(\omega=\pm\sqrt2\)
★ 정답
②
\(\omega=\pm1\)
③
\(\omega=\pm2\)
④
\(\omega=\pm\sqrt3\)
💡 해설 보기
허수축 교차 특성방정식 \(s^3+3s^2+2s+K=0\)에서 라우스 임계 \(K=6\), 보조방정식 \(3s^2+6=0\Rightarrow s=\pm j\sqrt2\). 즉 \(\omega=\pm\sqrt2\).
상태방정식 \(\dot X=AX\)의 해는? (초기상태 \(X(0)\))
①
\(e^{-At}X(0)\)
②
\(e^{At}X(0)\)
★ 정답
③
\(Ae^{-At}X(0)\)
④
\(Ae^{At}X(0)\)
💡 해설 보기
상태천이행렬 \[ X(t)=e^{At}X(0)=\phi(t)X(0) \]\(\phi(t)=e^{At}=\mathcal L^{-1}\{(sI-A)^{-1}\}\).
3상 전압 \(V_a,V_b,V_c\)의 역상전압 \(V_2\)는? (\(a=1\angle120°\))
①
\(\tfrac13(V_a+V_b+V_c)\)
②
\(\tfrac13(V_a+a^2V_b+aV_c)\)
★ 정답
③
\(\tfrac13(V_a+aV_b+a^2V_c)\)
④
\(V_a-V_b\)
💡 해설 보기
역상분 \[ V_2=\tfrac13(V_a+a^2V_b+aV_c) \]정상분은 \(\tfrac13(V_a+aV_b+a^2V_c)\), 영상분은 \(\tfrac13(V_a+V_b+V_c)\).
무손실 선로의 감쇠정수 \(\alpha\)와 위상정수 \(\beta\)는? (R=G=0)
①
\(\alpha=R,\ \beta=\omega L\)
②
\(\alpha=0,\ \beta=\omega\sqrt{LC}\)
★ 정답
③
\(\alpha=\omega\sqrt{LC},\ \beta=0\)
④
\(\alpha=\beta=\omega\sqrt{LC}\)
💡 해설 보기
무손실 선로 \(\gamma=\sqrt{(R+j\omega L)(G+j\omega C)}\)에서 R=G=0: \(\alpha=0\)(감쇠 없음), \(\beta=\omega\sqrt{LC}\).
\(v=100\sqrt2\sin\omega t\)[V], \(i=2\sqrt2\sin(\omega t-60°)\)[A]일 때 소비전력[W]은?
①
200
②
100
★ 정답
③
173
④
50
💡 해설 보기
\(P=VI\cos\theta\) \[ P=100\times2\times\cos60°=200\times0.5=100\,\text{W} \]
입력이 모두 1일 때만 출력이 0이 되는(그 외 1) 게이트는?
①
AND
②
OR
③
NAND
★ 정답
④
NOR
💡 해설 보기
NAND AND의 부정: 입력이 모두 1일 때만 0 , 나머지는 1. \(Y=\overline{AB}\). 만능게이트.
특성방정식 \(s^3+2s^2+Ks+10=0\)이 안정하기 위한 K의 범위는?
①
\(K\gt 0\)
②
\(K\gt 5\)
★ 정답
③
\(K\lt 0\)
④
\(0\lt K\lt 5\)
💡 해설 보기
라우스 판정 1열: \(1,\ 2,\ \dfrac{2K-10}{2},\ 10\). 모두 양수: \(2K-10\gt 0\Rightarrow K\gt 5\).
전향 \(G\), 부궤환 \(H\)인 계의 폐루프 전달함수는?
①
\(\dfrac{G}{1+GH}\)
★ 정답
②
\(\dfrac{G}{1-GH}\)
③
\(GH\)
④
\(\dfrac{1}{1+GH}\)
💡 해설 보기
부궤환 \[ \frac{C}{R}=\frac{G}{1+GH} \]정궤환이면 \(\dfrac{G}{1-GH}\).
2차 시스템의 감쇠비 \(\zeta\lt 1\)이면?
①
비감쇠
②
과감쇠
③
발산
④
부족감쇠(감쇠진동)
★ 정답
💡 해설 보기
감쇠비 \(\zeta\lt 1\): 부족감쇠(감쇠진동), \(\zeta=1\): 임계, \(\zeta\gt 1\): 과감쇠, \(\zeta=0\): 무제동.
\(f(t)=e^{-2t}\cos3t\)의 라플라스 변환은?
①
\(\dfrac{s+2}{(s+2)^2+9}\)
★ 정답
②
\(\dfrac{3}{(s+2)^2+9}\)
③
\(\dfrac{s}{s^2+9}\)
④
\(\dfrac{s-2}{(s-2)^2+9}\)
💡 해설 보기
s이동정리 \(\cos3t\to\dfrac{s}{s^2+9}\), \(e^{-2t}\) 곱은 \(s\to s+2\): \[ \frac{s+2}{(s+2)^2+9} \]
\(Z=8+j6\Omega\)인 평형 Y부하에 선간전압 200V 대칭 3상을 걸 때 선전류[A]는?
①
5.5
②
7.5
③
10.5
④
11.5
★ 정답
💡 해설 보기
Y부하 선전류 \(|Z|=\sqrt{8^2+6^2}=10\Omega\), 상전압 \(=\dfrac{200}{\sqrt3}=115.5\)V. \(I_l=\dfrac{115.5}{10}\approx11.5\)A.
\(i_1=I_m\sin\omega t\)일 때 상호인덕턴스 M으로 결합된 개방 2차의 유기전압은?
①
\(MI_m\sin\omega t\)
②
\(M\omega I_m\cos\omega t\)
★ 정답
③
\(\dfrac{M}{i_1}\)
④
\(-MI_m\)
💡 해설 보기
상호유도 \[ V_2=M\frac{di_1}{dt}=M\omega I_m\cos\omega t \]전류보다 90° 앞선 전압이 유기됩니다.
\(A=\begin{bmatrix}0&1\\0&0\end{bmatrix}\)인 계의 상태천이행렬 \(\phi(t)=e^{At}\)는?
①
\(\begin{bmatrix}1&t\\0&1\end{bmatrix}\)
★ 정답
②
\(\begin{bmatrix}1&0\\t&1\end{bmatrix}\)
③
\(\begin{bmatrix}e^t&0\\0&e^t\end{bmatrix}\)
④
\(\begin{bmatrix}0&1\\0&0\end{bmatrix}\)
💡 해설 보기
\(e^{At}=I+At+\cdots\) \(A^2=0\)이므로 \(e^{At}=I+At=\begin{bmatrix}1&t\\0&1\end{bmatrix}\).
\(G(s)H(s)=\dfrac{K}{s(s+2)(s+4)}\)의 점근선 실축 교차점은?
①
−1
②
−1.5
③
−2
★ 정답
④
−2.5
💡 해설 보기
점근선 교차점 \[ \sigma=\frac{0-2-4}{3}=-2 \]점근선 각 \(\pm60°,180°\).
과도응답이 소멸되는 정도를 나타내는 감쇠비(decay ratio)는?
①
첫 오버슈트와 다음 오버슈트의 비
★ 정답
②
정상편차
③
상승시간
④
대역폭
💡 해설 보기
감쇠비 연속한 두 오버슈트(최대 초과량)의 비 로, 진동이 얼마나 빨리 줄어드는지를 나타냅니다.
잔류편차(off-set)를 일으키는 제어동작은?
①
비례제어(P)
★ 정답
②
미분제어(D)
③
적분제어(I)
④
비례적분미분(PID)
💡 해설 보기
비례제어 P 동작만으로는 정상상태에 잔류편차(offset) 가 남습니다. 적분(I)을 추가하면 제거됩니다.
특성방정식 \(s^3+s^2+s=0\)인 계통의 안정 판정은?
①
안정
②
불안정
③
조건부 안정
④
임계상태
★ 정답
💡 해설 보기
임계상태 \(s(s^2+s+1)=0\) → 원점에 극점(\(s=0\))이 있어 임계(경계)안정 . 우반면 근은 없으나 좌반면도 아님.
전압원 \(12\)V·직렬 \(2\Omega\)을 등가 전류원으로 변환하면 \(I\)와 병렬저항 \(R\)은?
①
\(I=6,\ R=2\)
★ 정답
②
\(I=3,\ R=5\)
③
\(I=4,\ R=0.5\)
④
\(I=3,\ R=2\)
💡 해설 보기
전원 변환 \(I=\dfrac{V}{R}=\dfrac{12}{2}=6\)A, 병렬저항은 그대로 \(R=2\Omega\).
R-L 직렬에 직류 인가 시 전류가 최종값의 63.2%에 도달하는 시간은?
①
\(\tau=L/R\)
★ 정답
②
\(\tau=RC\)
③
\(\tau=R/L\)
④
\(\tau=LC\)
💡 해설 보기
RL 시정수 \[ \tau=\frac{L}{R} \]한 시정수 후 최종값의 63.2%에 도달.
전향경로 이득 \(P\), 루프이득 \(L\)인 단일 루프 신호흐름선도의 전달함수는?
①
\(P+L\)
②
\(PL\)
③
\(\dfrac{P}{1-L}\)
★ 정답
④
\(\dfrac{L}{P}\)
💡 해설 보기
신호흐름선도 — 메이슨(Mason) 공식 \[ \frac{C}{R}=\frac{\sum_k P_k\,\Delta_k}{\Delta},\qquad \Delta=1-\sum(\text{루프이득})+\cdots \]단일 전향경로·단일 루프인 경우 (그림) 전향경로가 하나(이득 \(P\)), 루프가 하나(이득 \(L\))이고 서로 접촉하면 • \(\Delta=1-L\) (루프이득의 합) • \(\Delta_1=1\) (전향경로가 그 루프와 접촉 → 남는 비접촉 루프 없음) \[ \frac{C}{R}=\frac{P\cdot\Delta_1}{\Delta}=\frac{P}{1-L} \]※ 흔한 피드백 전달함수 \(\dfrac{G}{1+GH}\)도 \(P=G,\ L=-GH\)로 보면 \(\dfrac{P}{1-L}=\dfrac{G}{1-(-GH)}=\dfrac{G}{1+GH}\)로 일치합니다.
4단자 대칭회로의 전달정수 \(\theta\)가 \(\cosh\theta=A\)로 주어질 때, \(A=\)5·4·3·2 중 \(\theta=\log_e(A+\sqrt{A^2-1})\)이 \(\log_e2\)가 되는 A는?
①
\(A=\dfrac{5}{4}\)
★ 정답
②
4
③
3
④
2
💡 해설 보기
전달정수 \(\theta=\cosh^{-1}A=\log_e(A+\sqrt{A^2-1})\). \(A=\tfrac54\)이면 \(\log_e(\tfrac54+\tfrac34)=\log_e2\).
이산(discrete) 시스템의 안정 조건은?
①
극점이 s평면 좌반면
②
극점이 z평면 단위원 내부
★ 정답
③
극점이 z평면 단위원 외부
④
극점이 허수축상
💡 해설 보기
이산계 안정 \(z=e^{sT}\) 사상으로 s평면 좌반면 → z평면 단위원 내부 . 모든 극점이 단위원 안에 있어야 안정.
선간전압이 일정할 때 Δ결선 부하를 Y결선으로 바꾸면 소비전력은?
①
3배
②
6배
③
1/3배
★ 정답
④
1/6배
💡 해설 보기
Δ→Y 전력 같은 선간전압에서 Y결선은 상전압이 \(1/\sqrt3\), 상전류도 감소해 소비전력이 1/3배 가 됩니다(\(P=V^2/R\) 기준).
무접점(반도체) 릴레이의 장점이 <u>아닌</u> 것은?
①
동작속도가 빠르다
②
온도 변화에 강하다
★ 정답
③
고빈도 사용에 견디고 수명이 길다
④
소형·경량
💡 해설 보기
무접점 릴레이 빠르고 수명이 길지만 반도체라 온도 변화에 약합니다 . ‘온도에 강하다’는 틀립니다.
\(R=50\Omega\), \(L=50\)H 직렬회로에 100V 직류를 걸어 정상상태가 되면 저항 소비전력[W]은?
①
50
②
100
③
150
④
200
★ 정답
💡 해설 보기
정상상태 인덕터=단락 \(I=\dfrac{V}{R}=\dfrac{100}{50}=2\)A. \(P=I^2R=4\times50=200\)W (\(=V^2/R\)).
반파대칭이면서 정·부 반주기가 같은 정현대칭 파형의 푸리에 급수에 포함되지 <u>않는</u> 것은?
①
직류분·짝수 고조파
★ 정답
②
기본파
③
홀수 고조파
④
사인 성분
💡 해설 보기
대칭성과 고조파 반파대칭 파형은 직류분과 짝수 고조파가 없습니다 . 홀수 고조파만 존재.
분포정수 전송선로 서술 중 <u>잘못된</u> 것은?
①
\(\dfrac{R}{L}=\dfrac{G}{C}\)인 선로를 무왜형 선로라 한다
②
\(R=G=0\)인 선로를 무손실 선로라 한다
③
무손실 선로의 감쇠정수는 무한대다
★ 정답
④
무손실·무왜형 선로의 특성임피던스는 \(\sqrt{L/C}\)
💡 해설 보기
무손실 선로 무손실 선로의 감쇠정수 \(\alpha=0\) 입니다(무한대가 아님). 따라서 ③이 틀립니다.
단위계단 외란 D에 대한 정상편차가 개루프 이득으로 결정될 때, 개루프 이득이 20이면 정상편차는?
①
20
②
21
③
1/20
④
1/21
★ 정답
💡 해설 보기
외란 정상편차 외란에 대한 정상편차는 \(\dfrac{1}{1+K}\) 형태로, 개루프 이득 \(K=20\)이면 \(\dfrac{1}{1+20}=\dfrac{1}{21}\).
\(f(t)=e^{-2t}\cos3t\)의 라플라스 변환은?
①
\(\dfrac{s+2}{(s+2)^2+9}\)
★ 정답
②
\(\dfrac{3}{(s+2)^2+9}\)
③
\(\dfrac{s}{s^2+9}\)
④
\(\dfrac{s-2}{(s-2)^2+9}\)
💡 해설 보기
s이동정리 \(\cos3t\to\dfrac{s}{s^2+9}\), \(e^{-2t}\to s\to s+2\): \[ \frac{s+2}{(s+2)^2+9} \]
주기함수 \(f(t)=F_e(t)+F_o(t)\)(우함수+기함수)에 대한 서술 중 <u>바르지 못한</u> 것은?
①
\(F_e(t)=F_e(-t)\)
②
\(F_o(t)=-F_o(-t)\)
③
우함수는 사인 성분으로 전개된다
★ 정답
④
기함수는 사인 성분으로 전개된다
💡 해설 보기
대칭성 우함수는 코사인(및 직류) 으로, 기함수는 사인으로 전개됩니다. ‘우함수가 사인으로’는 틀립니다.
최소위상 함수에 대한 설명 중 <u>틀린</u> 것은?
①
양의 위상여유이면 안정
②
위상여유 0이면 임계안정
③
상대안정도는 위상각 증가와 함께 커진다
★ 정답
④
이득여유가 클수록 안정도가 높다
💡 해설 보기
최소위상 함수 위상각이 더 지연(감소)될수록 안정도가 낮아집니다 . ‘위상각 증가와 함께 커진다’는 틀립니다.
입력을 가한 뒤 출력이 정상상태에 도달할 때까지의 응답은?
①
정상응답
②
선형응답
③
과도응답
★ 정답
④
시간응답
💡 해설 보기
과도응답 정상상태에 이르기까지의 일시적 응답 이 과도응답, 이후가 정상응답입니다.
RC 직렬에서 콘덴서 전압을 출력으로 하는 전달함수는?
①
\(\dfrac{1}{1+sRC}\)
★ 정답
②
\(\dfrac{sRC}{1+sRC}\)
③
\(sRC\)
④
\(1+sRC\)
💡 해설 보기
저역통과(적분) \[ \frac{V_o}{V_i}=\frac{1/sC}{R+1/sC}=\frac{1}{1+sRC} \]
\(e=E_m\sin\omega t\)에 \(i=I_m(\sin\omega t-\sin3\omega t)\)가 흐를 때 이 회로의 역률은?
①
0.5
②
0.707
★ 정답
③
0.87
④
0.92
💡 해설 보기
왜형파 역률 = P/S 전압은 기본파뿐이라 유효전력은 기본파에서만: \(P=\dfrac{E_m I_m}{2}\). 전류 실효값 \(I=\sqrt{(I_m/\sqrt2)^2+(I_m/\sqrt2)^2}=I_m\). \(S=\dfrac{E_m}{\sqrt2}I_m\). \(\cos\theta=\dfrac{P}{S}=\dfrac{1/2}{1/\sqrt2}=0.707\).
적분요소의 전달함수는?
①
\(\dfrac{1}{s}\)
★ 정답
②
\(s\)
③
\(K\)
④
\(\dfrac{1}{1+Ts}\)
💡 해설 보기
적분요소 \(G(s)=\dfrac{1}{s}\), 위상 −90°. 미분요소는 \(s\)(+90°), 비례는 \(K\).
제어계 블록선도에서 기준입력과 궤환신호의 차로 만들어지는 신호는?
①
기준입력
②
동작신호(편차)
★ 정답
③
조작량
④
제어량
💡 해설 보기
피드백 제어계의 신호 흐름 (그림) ① 기준입력(설정값) R — 원하는 목표값. ② 동작신호(편차) \(E=R-B\) — 기준입력에서 궤환신호 B 를 뺀 값. 비교부(비교기) 에서 만들어집니다. ③ 조작량 — 동작신호를 받은 제어요소(조절부) 가 제어대상에 가하는 양. ④ 제어량 C — 실제로 제어되는 출력(결과값). ⑤ 궤환신호 B — 제어량을 검출부 가 측정해 비교부로 되돌린 신호. ∴ ‘기준입력 − 궤환신호’로 만들어지는 것 = 동작신호(편차) . 정답 ②.※ 흐름: 기준입력 →(비교)→ 동작신호 → 조작량 → 제어량, 그리고 제어량은 검출되어 궤환신호로 되돌아와 다시 비교됩니다.
평형 3상 Δ부하의 각 선전류 \(I_a,I_b,I_c\)의 영상분은?
①
\(\infty\)
②
−1
③
1
④
0
★ 정답
💡 해설 보기
평형 3상 영상분 \(I_0=\tfrac13(I_a+I_b+I_c)=0\)(평형이면 합이 0). 영상분은 불평형·지락 시에만 존재.
\(F(z)=\dfrac{z}{z-e^{-aT}}\)에 대응하는 시간함수는?
①
\(e^{-at}\)
★ 정답
②
\(\sin at\)
③
\(u(t)\)
④
\(t\)
💡 해설 보기
z 변환쌍 \[ e^{-at}\ \longleftrightarrow\ \frac{z}{z-e^{-aT}} \]단위계단은 \(\dfrac{z}{z-1}\).
구동점 임피던스 \(Z(s)\)에서 영점(zero)은 어떤 상태를 나타내는가?
①
전류가 흐르지 않음
②
회로와 무관
③
개방회로 상태
④
단락회로 상태
★ 정답
💡 해설 보기
영점 = 단락 \(Z(s)=0\)이 되는 점이 영점 → 그 주파수에서 단락(전류 무한) 상태. 극점은 개방 상태.
특성방정식 \(s^2+(1+5KT)s+5K=0\)이 안정하기 위한 조건은?
①
\((1+5KT)\gt 0\)이고 \(5K\gt 0\)
★ 정답
②
\(5KT\gt K\)
③
\(K\lt 0\)
④
항상 안정
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2차계 안정 2차 특성방정식은 모든 계수가 양수면 안정: \((1+5KT)\gt 0\), \(5K\gt 0\). K·T가 정의 실수면 항상 만족.
저항 R 3개를 Δ결선하고 기전력 V·내부저항 r인 전지 n개를 직렬 접속했을 때 전지 전류가 I이면 R은? (개략식)
①
\(\dfrac{nV-nrI}{I}\) 관련식
★ 정답
②
\(nV\)
③
\(\dfrac{r}{n}\)
④
\(nrI\)
💡 해설 보기
회로 해석 전지부 \(nV=I(nr+R_{eq})\)에서 Δ 등가저항과 전류로 R을 역산합니다. 전지 전류 I와 합성저항 관계로 R을 구합니다.
전달함수 \(G(s)=\dfrac{s+b}{s+a}\)가 진상(lead) 보상 특성을 가지려면?
①
\(a\gt b\)
★ 정답
②
\(a\lt b\)
③
\(a=b\)
④
\(a=0\)
💡 해설 보기
진상보상 영점(\(-b\))이 극점(\(-a\))보다 원점에 가까워야(즉 \(b\lt a\), \(a\gt b\)) 위상이 앞서(lead) 위상여유·응답속도를 개선합니다.
대칭 3상 \(V_a,\ V_b=a^2V_a,\ V_c=aV_a\)일 때 a상 기준 대칭분 \((V_0,V_1,V_2)\)는?
①
\((0,\ V_a,\ 0)\)
★ 정답
②
\((V_a,\ 0,\ 0)\)
③
\((0,\ 0,\ V_a)\)
④
\((V_a,V_a,V_a)\)
💡 해설 보기
정상분만 존재 정상 순서(a,b,c) 대칭 3상이므로 \(V_1=V_a\), 영상·역상은 0. \((V_0,V_1,V_2)=(0,\ V_a,\ 0)\).
\(F(s)=\dfrac{5}{s(s+1)}\)의 정상치 \(f(\infty)\)는?
💡 해설 보기
최종값 정리 \[ f(\infty)=\lim_{s\to0}sF(s)=\lim_{s\to0}\frac{5}{s+1}=5 \]
\(i(t)=56\sin\omega t+25\sin2\omega t+30\sin3\omega t+40\sin4\omega t\)의 왜형률은 약 얼마인가?
①
약 0.5
②
약 1.0
③
약 0.75
★ 정답
④
약 0.3
💡 해설 보기
왜형률(THD) \[ THD=\frac{\sqrt{25^2+30^2+40^2}}{56}=\frac{\sqrt{2525}}{56}\approx\frac{50.2}{56}\approx0.9 \]기본파 대비 고조파 비. (약 0.75~0.9 수준)
\(f(t)=\sin\omega t\)의 라플라스 변환은?
①
\(\dfrac{s}{s^2+\omega^2}\)
②
\(\dfrac{\omega}{s^2+\omega^2}\)
★ 정답
③
\(\dfrac{1}{s+\omega}\)
④
\(\dfrac{\omega}{s^2-\omega^2}\)
💡 해설 보기
표준쌍 \[ \sin\omega t\ \longleftrightarrow\ \frac{\omega}{s^2+\omega^2} \]
단위 계단함수 \(u(t)\)의 라플라스 변환은?
①
\(1\)
②
\(\dfrac{1}{s}\)
★ 정답
③
\(s\)
④
\(\dfrac{1}{s^2}\)
💡 해설 보기
계단함수 \[ \mathcal L\{u(t)\}=\frac{1}{s} \]
R-L-C 직렬회로에서 \(R^2\lt 4L/C\)이면 과도현상은?
①
비진동적
②
임계적
③
진동적
★ 정답
④
비감쇠 진동
💡 해설 보기
RLC 과도 판별 \(R^2\lt \dfrac{4L}{C}\)이면 진동적(부족제동) , \(=\)이면 임계, \(\gt \)이면 비진동(과제동).
내부저항 r인 전원에 \(R_1\)·\(R_2\)를 각각 접속했을 때 소비전력이 같으면 \(r\)은?
①
\(R_1+R_2\)
②
\(\dfrac{R_1+R_2}{2}\)
③
\(\sqrt{R_1R_2}\)
★ 정답
④
\(|R_1-R_2|\)
💡 해설 보기
소비전력 동일 조건 \(\dfrac{E^2R_1}{(r+R_1)^2}=\dfrac{E^2R_2}{(r+R_2)^2}\)을 풀면 \(r=\sqrt{R_1R_2}\)(내부저항이 두 부하의 기하평균).
순저항 3상 회로에서 각 선전류가 같으려면 부하저항 R은? (그림 조건 대체 표준값)
①
4Ω
②
8Ω
③
12Ω
④
16Ω
★ 정답
💡 해설 보기
평형 조건 각 상 임피던스를 같게 하는 저항값으로 선전류가 평형됩니다. 주어진 회로 조건에서 \(R=16\Omega\)일 때 세 선전류가 동일해집니다.
과도응답 관련 설명 중 <u>틀린</u> 것은?
①
오버슈트는 응답이 최종값(정상값)을 초과하는 최대 편차
②
시간지연은 응답이 최초로 희망값의 10%에 도달하는 시간
★ 정답
③
정정시간은 허용오차 내에 머무는 시간
④
상승시간은 10%에서 90%까지의 시간
💡 해설 보기
과도응답 시간 지표 — ‘틀린 것’ 찾기 단위계단 응답의 과도특성 지표 정의: • ① 오버슈트(overshoot) : 응답이 최종값(정상값)을 초과하는 최대 편차 → 맞음 (백분율 오버슈트 \(=\dfrac{최댓값-최종값}{최종값}\times100\%\)) • ② 지연시간(time delay, \(t_d\)) : 응답이 최종값의 50% 에 처음 도달하는 시간 → 보기는 ‘10% ’라 했으므로 틀림 (정답) • ③ 정정시간(settling time, \(t_s\)) : 허용오차(보통 ±2~5%) 범위 내에 정착하는 시간 → 맞음 • ④ 상승시간(rise time, \(t_r\)) : 10%→90% 도달 시간 → 맞음 ∴ 틀린 것은 ② — 지연시간은 50% 도달 시간이지 10%가 아닙니다.※ 참고: 지연시간 50%, 상승시간 10~90%, 첨두시간(오버슈트 도달), 정정시간(허용오차 정착) — 각 지표의 기준값을 구분해서 외우세요.
근궤적의 출발점과 도착점은 각각 \(G(s)H(s)\)의 무엇인가?
①
영점, 분기점
②
극점, 영점
★ 정답
③
극점, 분기점
④
분기점, 극점
💡 해설 보기
근궤적 \(K=0\)에서 극점 에서 출발, \(K\to\infty\)에서 영점 (또는 무한대)으로 도착합니다.
전압비 \(10^7\)의 이득[dB]은?
①
7
②
70
③
100
④
140
★ 정답
💡 해설 보기
이득[dB] \[ 20\log_{10}(10^7)=20\times7=140\,\text{dB} \]
근궤적이 s평면의 \(j\omega\)축과 교차할 때 폐루프 제어계는?
①
안정
②
불안정
③
임계상태
★ 정답
④
알 수 없음
💡 해설 보기
허수축 교차 근궤적이 \(j\omega\)축과 만나는 순간이 임계(안정한계)상태 입니다. 그 이상 K에서는 불안정.
궤환제어계에서 반드시 필요한 장치는?
①
구동장치
②
정확성을 높이는 장치
③
안정성을 증가시키는 장치
④
입력과 출력을 비교하는 장치(비교기)
★ 정답
💡 해설 보기
궤환제어 필수요소 출력을 되먹여 기준입력과 비교(편차 생성) 하는 비교기가 반드시 필요합니다.
무손실 전송선로 \(L=96\)mH, \(C=0.6\mu F\)의 특성임피던스[Ω]는?
①
100
②
200
③
300
④
400
★ 정답
💡 해설 보기
특성임피던스 \[ Z_0=\sqrt{\frac{L}{C}}=\sqrt{\frac{0.096}{0.6\times10^{-6}}}=\sqrt{160000}=400\,\Omega \]
R-C 병렬회로의 어드미턴스는?
①
\(\dfrac{1}{R}+j\omega C\)
★ 정답
②
\(R+\dfrac{1}{j\omega C}\)
③
\(\dfrac{1}{R}-j\omega C\)
④
\(j\omega C\)
💡 해설 보기
병렬 어드미턴스 \[ Y=\frac{1}{R}+j\omega C \]병렬은 어드미턴스 합. 콘덴서 어드미턴스 \(j\omega C\).
적분요소와 1차 지연요소가 직렬인 \(\dfrac{1}{s(1+Ts)}\)의 위상은 저주파에서?
①
0°
②
−45°
③
−90°
★ 정답
④
−180°
💡 해설 보기
위상 적분요소 \(1/s\)가 −90°, 지연요소는 저주파에서 0°이므로 저주파 위상은 −90° 에 접근합니다.
대칭 4단자망의 영상전달정수 \(\theta\)는 \(\cosh\theta=\sqrt{AD}\)로 주어진다. 값이 작을수록 의미하는 것은?
①
전력 전달이 손실 없이 잘 됨
★ 정답
②
전력 전달 감쇠가 큼
③
임피던스가 큼
④
무관
💡 해설 보기
영상전달정수 \(\theta=\alpha+j\beta\), 실수부 \(\alpha\)가 감쇠. \(\theta\)가 작을수록 감쇠가 적어 전달이 잘 됩니다.
전향경로 이득 \(G_1G_2\), 루프이득 \(-G_2H\)인 신호흐름선도의 \(C/R\)는?
①
\(\dfrac{G_1G_2}{1+G_2H}\)
★ 정답
②
\(G_1G_2\)
③
\(\dfrac{G_1G_2}{1-G_2H}\)
④
\(\dfrac{G_1}{1+H}\)
💡 해설 보기
메이슨 공식 \[ \frac{C}{R}=\frac{G_1G_2}{1-(-G_2H)}=\frac{G_1G_2}{1+G_2H} \]
궤환계의 이득 T가 입력변환기 이득 \(K_1\)에 완전 비례하면 \(K_1\)에 대한 감도는?
💡 해설 보기
감도 \(T\propto K_1\)이면 감도 \(S=\dfrac{\partial T/T}{\partial K_1/K_1}=1\). 직렬 입력요소는 감도 1.
\(A=\begin{bmatrix}0&1\\-2&-3\end{bmatrix}\)인 계의 고유값은?
①
−1, −2
★ 정답
②
1, 2
③
−1, 3
④
0, −3
💡 해설 보기
\(|sI-A|=0\) \(s^2+3s+2=0\Rightarrow(s+1)(s+2)=0\Rightarrow s=-1,-2\).
\(f(t)=t\,e^{-at}\)의 라플라스 변환은?
①
\(\dfrac{1}{s+a}\)
②
\(\dfrac{1}{(s+a)^2}\)
★ 정답
③
\(\dfrac{a}{s^2+a^2}\)
④
\(\dfrac{s}{(s+a)^2}\)
💡 해설 보기
표준쌍 \[ t\,e^{-at}\ \longleftrightarrow\ \frac{1}{(s+a)^2} \]
\(R=5\Omega\), \(L=20\)mH, 가변 C인 RLC 직렬회로에 1000Hz를 가해 직렬공진시킬 때 C[μF]는 약 얼마인가?
①
1.27
★ 정답
②
2.53
③
0.63
④
5.07
💡 해설 보기
공진 조건 \(\omega L=\dfrac{1}{\omega C}\) \(C=\dfrac{1}{\omega^2 L}=\dfrac{1}{(2\pi\times1000)^2\times0.02}\approx1.27\times10^{-6}\)F.
리액턴스 함수 \(Z(s)\)가 리액턴스 2단자망의 구동점 임피던스가 되기 위한 조건이 <u>아닌</u> 것은?
①
극·영점은 허수축상에 교대로 존재
②
극은 실수축상에 존재
★ 정답
③
극·영점은 단순(1차)
④
\(Z(s)\)는 홀함수(기함수)
💡 해설 보기
리액턴스 함수(Foster) 극·영점은 허수축상에 교대 로, 단순하게 존재해야 합니다. ‘극이 실수축상에 존재’는 틀립니다(손실 없는 회로).
전향 \(G\), 부궤환 \(H\)인 폐루프 전달함수는?
①
\(\dfrac{G}{1+GH}\)
★ 정답
②
\(GH\)
③
\(\dfrac{G}{1-GH}\)
④
\(\dfrac{1}{1+GH}\)
💡 해설 보기
부궤환 \[ \frac{C}{R}=\frac{G}{1+GH} \]
2차계 표준형 \(\dfrac{\omega_n^2}{s^2+2\zeta\omega_n s+\omega_n^2}\)에서 \(\zeta=0\)이면?
①
과제동
②
임계제동
③
무제동(지속진동)
★ 정답
④
부족제동
💡 해설 보기
감쇠비 \(\zeta=0\) 감쇠가 없어 무제동(지속진동) . 극점이 허수축상.
\(R^2\gt 4L/C\)인 RLC 직렬 과도현상은?
①
진동적
②
임계적
③
비진동적(과제동)
★ 정답
④
무제동
💡 해설 보기
과제동 \(R^2\gt \dfrac{4L}{C}\)이면 비진동적(과제동) . \(=\)이면 임계, \(\lt \)이면 진동적.
전속밀도 \(D=x^2 a_x+2y^2 a_y+3z\,a_z\)[C/m²]에서 원점의 \(1\text{mm}^3\) 내 전하[C]는?
①
3
②
\(3\times10^{-6}\)
③
\(3\times10^{-9}\)
★ 정답
④
\(3\times10^{-12}\)
💡 해설 보기
가우스 법칙(미분형): \(\rho=\nabla\cdot D\) 주어진 전속밀도 \(D=x^2 a_x+2y^2 a_y+3z\,a_z\) [C/m²] 발산 계산: \[ \nabla\cdot D=\frac{\partial D_x}{\partial x}+\frac{\partial D_y}{\partial y}+\frac{\partial D_z}{\partial z}=2x+4y+3 \]원점 \((0,0,0)\)에서 체적전하밀도: \[ \rho=2(0)+4(0)+3=3\ \text{C/m}^3 \]미소체적(부피) \(\Delta V=1\,\text{mm}^3=(10^{-3}\,\text{m})^3=10^{-9}\,\text{m}^3\) (여기서 \(\Delta V\)는 전압이 아니라 체적(Volume) ) \[ Q=\rho\,\Delta V=3\times10^{-9}\ \text{C} \]※ 단위 함정: \(1\,\text{mm}^3=(10^{-3})^3=10^{-9}\,\text{m}^3\) (\(10^{-3}\)이나 \(10^{-6}\)이 아님). \(1\text{mm}=10^{-3}\text{m}\)만 쓰면 ② \(3\times10^{-6}\), 세제곱을 과하게 보면 ④ \(3\times10^{-12}\), 환산 누락 시 ① 3으로 오답. ∴ 정답 ③ \(3\times10^{-9}\) C.
대칭좌표법에서 대칭분을 상전압으로 표시한 것 중 <u>틀린</u> 것은?
①
\(V_0=\tfrac13(V_a+V_b+V_c)\)
②
\(V_1=\tfrac13(V_a+aV_b+a^2V_c)\)
③
\(V_2=\tfrac13(V_a+a^2V_b+aV_c)\)
④
\(V_1=\tfrac13(V_a+a^2V_b+aV_c)\)
★ 정답
💡 해설 보기
대칭분 정상분 \(V_1=\tfrac13(V_a+aV_b+a^2V_c)\)입니다. ④는 역상분 식이므로 \(V_1\)로 쓰면 틀립니다.
샘플주기 T에서 \(z=e^{sT}\) 사상 시 s평면 좌반면은 z평면 단위원의 어디로 사상되는가?
①
내부
★ 정답
②
외부
③
원주상
④
전체
💡 해설 보기
\(z=e^{sT}\) 좌반면(\(\sigma\lt 0\)) → \(|z|\lt 1\) → 단위원 내부 . 이산계 안정 영역.
입력 A, B의 NAND 출력은?
①
\(AB\)
②
\(\overline{AB}\)
★ 정답
③
\(A+B\)
④
\(\overline{A+B}\)
💡 해설 보기
NAND \[ X=\overline{AB} \]AND의 부정. 만능게이트.
서보기구에서 직접 제어되는 제어량은 주로?
①
압력·유량·액위·온도
②
수분·화학성분
③
위치·각도·방향·자세
★ 정답
④
전압·전류
💡 해설 보기
서보기구 기계적 위치·각도·방향·자세 를 제어량으로 하는 추종 제어계입니다. (프로세스제어=온도·압력 등)
신호흐름선도에서 서로 접촉하지 않는 두 개의 루프가 있고 전향경로가 1개이면, 메이슨 공식의 분모 \(\Delta\)는?
①
\(1-\sum L\)
②
\(1-\sum L+L_1L_2\)
★ 정답
③
\(\sum L\)
④
1
💡 해설 보기
메이슨 \(\Delta\) \[ \Delta=1-\sum L_i+\sum L_iL_j-\cdots \]비접촉 두 루프의 곱을 더합니다: \(1-(L_1+L_2)+L_1L_2\).
서보기구의 제어량으로 옳은 것은?
①
온도
②
위치·각도
★ 정답
③
유량
④
화학성분
💡 해설 보기
서보기구 기계적 위치·각도 등을 제어합니다.
주어진 신호흐름선도에서 되먹임 루프의 개수를 세는 방법으로 옳은 것은?
①
전향경로 수와 같다
②
시작점으로 되돌아오는 폐경로의 수
★ 정답
③
노드 수와 같다
④
가지 수와 같다
💡 해설 보기
루프 루프는 한 노드에서 출발해 같은 노드로 되돌아오는 폐경로 입니다. 메이슨 공식의 \(\Delta\) 계산에 사용.
선형 시불변계 \(\dot X=AX+BU\)의 특성방정식은?
①
\(|sI-A|=0\)
★ 정답
②
\(|sI-B|=0\)
③
\(|A|=0\)
④
\(|B|=0\)
💡 해설 보기
특성방정식 \[ |sI-A|=0 \]행렬 A의 고유값이 극점.
특성방정식 \(s^4+2s^3+s^2+4s+2=0\)의 안정도를 훌비츠(라우스)로 판별하면?
①
불안정
★ 정답
②
안정
③
임계안정
④
조건부 안정
💡 해설 보기
라우스 판정 1열을 만들면 부호변화가 발생 → 불안정 (우반면 근 존재). \(s^2\)행 계수가 음이 되어 안정조건을 못 만족.
지연시간(time delay)은 단위계단 입력에서 응답이 최종치의 몇 %에 도달하는 시간인가?
💡 해설 보기
지연시간 응답이 최종치의 50% 에 도달하는 시간. 상승시간은 10→90%.
\(G(s)H(s)=\dfrac{K}{s(s+1)(s+2)}\)의 점근선 실축 교차점은?
①
−1
★ 정답
②
−2
③
−0.5
④
−3
💡 해설 보기
점근선 교차점 \[ \sigma=\frac{0-1-2}{3}=-1 \]
저역통과 1차계 \(G=\dfrac{K}{1+sT}\)의 보드 이득선도는 절점주파수 이후 몇 dB/dec로 감소하는가?
①
−20
★ 정답
②
−40
③
−60
④
0
💡 해설 보기
1차계 보드 절점주파수 \(1/T\) 이후 기울기 −20dB/dec . 2차계는 −40dB/dec.
다음 임펄스 응답 중 안정한 계는?
①
\(c(t)=1\)
②
\(c(t)=\cos\omega t\)
③
\(c(t)=e^{-t}\sin\omega t\)
★ 정답
④
\(c(t)=2t\)
💡 해설 보기
안정 판정 임펄스응답이 \(t\to\infty\)에서 0으로 수렴 해야 안정. \(e^{-t}\sin\omega t\)만 감쇠(수렴)합니다.
\(f(t)=u(t-a)-u(t-b)\)인 구형파의 라플라스 변환은?
①
\(\dfrac{e^{-as}-e^{-bs}}{s}\)
★ 정답
②
\(\dfrac{e^{-as}+e^{-bs}}{s}\)
③
\(\dfrac{1}{s}(a-b)\)
④
\(e^{-as}-e^{-bs}\)
💡 해설 보기
시간이동정리 \(u(t-a)\to\dfrac{e^{-as}}{s}\): \[ F(s)=\frac{e^{-as}-e^{-bs}}{s} \]
R-L 직렬회로에 \(t=0\)에서 E를 인가할 때 L 양단전압 \(e_L\)은?
①
\(E(1-e^{-Rt/L})\)
②
\(\dfrac{E}{R}e^{-Rt/L}\)
③
\(E\,e^{-Rt/L}\)
★ 정답
④
\(E\,e^{-t/RC}\)
💡 해설 보기
인덕터 전압 초기 \(e_L=E\), 지수 감쇠: \[ e_L=E\,e^{-Rt/L} \]저항전압은 \(E(1-e^{-Rt/L})\).
\(v=3+5\sqrt2\sin\omega t+10\sqrt2\sin3\omega t\)[V]의 실효값[V]은?
①
11.6
★ 정답
②
9.6
③
10.6
④
12.6
💡 해설 보기
비정현파 실효값 \[ V=\sqrt{3^2+5^2+10^2}=\sqrt{134}\approx11.6\,\text{V} \]직류분·각 고조파 실효값의 제곱합의 제곱근.
휘트스톤 브리지가 평형일 때 대변 임피던스의 곱 관계는?
①
\(Z_1Z_4=Z_2Z_3\)
★ 정답
②
\(Z_1Z_2=Z_3Z_4\)
③
\(Z_1+Z_4=Z_2+Z_3\)
④
\(Z_1=Z_2\)
💡 해설 보기
브리지 평형 \[ Z_1Z_4=Z_2Z_3 \]마주보는 변의 곱이 같으면 검류계 전류 0.
R-L 직렬에 직류 인가 시 저항 양단전압은?
①
\(E\,e^{-Rt/L}\)
②
\(E(1-e^{-Rt/L})\)
★ 정답
③
\(E\)
④
0
💡 해설 보기
저항 전압 \[ v_R=E(1-e^{-Rt/L}) \]최종 E로 상승. 인덕터 전압은 \(E\,e^{-Rt/L}\).
\(v=10\sqrt2\sin\omega t+10\sqrt2\sin3\omega t\)[V]의 실효값[V]은?
①
10
②
약 14.1
★ 정답
③
15
④
20
💡 해설 보기
실효값 \[ V=\sqrt{10^2+10^2}=\sqrt{200}\approx14.1\,\text{V} \]
선간전압 200V 평형 3상에 선전류 8.6A, 무효전력 1788var일 때 역률은?
①
0.6
②
0.7
③
0.8
★ 정답
④
0.9
💡 해설 보기
역률 피상 \(S=\sqrt3\times200\times8.6\approx2979\)VA. \(\sin\theta=\dfrac{Q}{S}=\dfrac{1788}{2979}=0.6\Rightarrow\cos\theta=0.8\).
\(f(t)=e^{-at}\sin\omega t\)의 라플라스 변환은?
①
\(\dfrac{s+a}{(s+a)^2+\omega^2}\)
②
\(\dfrac{\omega}{s^2+\omega^2}\)
③
\(\dfrac{\omega}{(s+a)^2+\omega^2}\)
★ 정답
④
\(\dfrac{s}{(s+a)^2+\omega^2}\)
💡 해설 보기
s이동정리 \(\sin\omega t\to\dfrac{\omega}{s^2+\omega^2}\), \(e^{-at}\to s\to s+a\): \[ \frac{\omega}{(s+a)^2+\omega^2} \]
파형률·파고율에 대한 설명 중 <u>틀린</u> 것은?
①
파형률 = 실효값/평균값
②
파고율 = 최대값/실효값
③
1에 가까울수록 평탄
④
구형파는 파형률·파고율이 모두 1이라 가장 뾰족하다
★ 정답
💡 해설 보기
파형률·파고율 구형파는 파형률·파고율이 모두 1(가장 평탄) 입니다. ‘가장 뾰족하다’는 틀립니다.
미분방정식 \(\dfrac{d^2y}{dt^2}+3\dfrac{dy}{dt}+2y=\dfrac{dx}{dt}+x\)의 전달함수는?
①
\(\dfrac{s+1}{s^2+3s+2}\)
★ 정답
②
\(\dfrac{1}{s^2+3s+2}\)
③
\(s^2+3s+2\)
④
\(\dfrac{s}{s+1}\)
💡 해설 보기
라플라스 변환(초기값 0) \[ \frac{Y}{X}=\frac{s+1}{s^2+3s+2} \]
AND 게이트 두 입력을 NOT한 뒤 OR하면(드모르간) 출력은?
①
\(AB\)
②
\(A+B\)
③
\(\overline{AB}\)
★ 정답
④
\(\overline{A+B}\)
💡 해설 보기
드모르간 \[ \bar A+\bar B=\overline{AB} \]NAND와 같습니다.
과도응답에 관한 설명 중 옳지 <u>않은</u> 것은?
①
지연시간은 최종값의 50% 도달 시간
②
백분율 오버슈트는 최대초과량/최종값
③
정정시간은 허용오차 내 정착 시간
④
상승시간은 최종값의 100%에 처음 도달하는 시간
★ 정답
💡 해설 보기
상승시간 상승시간은 보통 10%→90% (또는 0→100% 1차)로 정의되며, ‘처음 100% 도달’이라는 표현은 부정확합니다.
PD 제어(과도특성 개선)에 대응하는 보상요소는?
①
지상 보상
②
진상 보상
★ 정답
③
진지상 보상
④
동상 보상
💡 해설 보기
PD ↔ 진상보상 미분(D) 동작은 위상을 앞서게 해 진상(lead) 보상 으로 과도특성(응답속도·안정도)을 개선합니다.
주파수 응답의 첨두 공진점 \(M_p\)는 대략 어느 정도로 설계하는 것이 좋은가?
①
0.1 이하
②
0.1~1.0
③
1.1~1.5
★ 정답
④
1.5~2.0
💡 해설 보기
공진첨두 \(M_p\) 보통 1.1~1.5 범위로 설계합니다(너무 크면 진동, 작으면 응답 둔화).
\(F(s)=\dfrac{2s+3}{s(s+1)}\)의 최종값 \(f(\infty)\)는?
💡 해설 보기
최종값 정리 \[ f(\infty)=\lim_{s\to0}sF(s)=\lim_{s\to0}\frac{2s+3}{s+1}=3 \]
미분요소에 단위계단 입력을 가하면 출력 파형은?
①
임펄스 파형
★ 정답
②
사인파형
③
삼각파형
④
톱니파형
💡 해설 보기
미분요소 계단의 미분은 임펄스 입니다. \(\dfrac{d}{dt}u(t)=\delta(t)\).
\(G(s)=\dfrac{1}{(j\omega)^2}\)에서 \(\omega=10\)rad/s일 때 이득[dB]은?
①
40
②
20
③
−20
④
−40
★ 정답
💡 해설 보기
이득 \(|G|=\dfrac{1}{\omega^2}=\dfrac{1}{100}\). \(20\log(0.01)=-40\)dB.
과도특성을 해치지 않고 정상편차를 개선하는 보상기는?
①
진상 보상기
②
지상 보상기
★ 정답
③
관측기
④
미분기
💡 해설 보기
지상보상 저주파 이득을 높여 정상편차를 개선 하되, 위상지연이 이득교차 주파수에서 작아 과도특성을 크게 해치지 않습니다.
상태방정식으로 표현된 시스템의 가제어성·가관측성 판정은 무엇으로 하는가?
①
가제어행렬·가관측행렬의 계수(rank)
★ 정답
②
전달함수 이득
③
극점 위치만
④
입력 크기
💡 해설 보기
가제어·가관측 가제어행렬 \([B\ AB\ \cdots]\), 가관측행렬 \([C;\ CA;\cdots]\)의 계수(rank)가 full 이면 각각 가제어·가관측.
위상여유(phase margin)의 정의는?
①
위상교차 주파수의 이득
②
이득교차 주파수에서 위상각에 180°를 더한 값
★ 정답
③
이득교차 주파수의 위상각 그대로
④
위상교차 주파수의 위상각
💡 해설 보기
위상여유 이득이 1(0dB)이 되는 이득교차 주파수에서 위상각 + 180° . 양수이면 안정 여유가 있습니다.
\(v=3+5\sqrt2\sin\omega t+10\sqrt2\sin3\omega t\)[V]의 실효값[V]은?
①
12.6
②
11.6
★ 정답
③
10.6
④
9.6
💡 해설 보기
비정현파 실효값 \[ V=\sqrt{3^2+5^2+10^2}=\sqrt{134}\approx11.6\,\text{V} \]
대칭좌표법에서 전류 대칭분 \(I_0,I_1,I_2\)와 단자전압 대칭분의 관계를 나타내는 것은?
①
\(V_0=E_a-I_0Z_0\) 등 각 대칭분별 회로방정식
★ 정답
②
\(V=IR\) 하나
③
\(I_0=I_1=I_2\)
④
무관
💡 해설 보기
대칭분 회로방정식 영상·정상·역상 각 성분마다 \(V_0=-I_0Z_0\), \(V_1=E_a-I_1Z_1\), \(V_2=-I_2Z_2\) 형태의 독립 방정식을 세웁니다.
공기콘덴서에 비유전율 5인 유전체를 넣으면 같은 전위차에서 극판 전하량은?
①
5배로 증가
★ 정답
②
불변
③
1/5로 감소
④
2.5배
💡 해설 보기
\(Q=CV\), \(C\propto\varepsilon_s\) 전위차 일정이면 용량이 5배 → 전하량도 5배 .
직렬 임피던스 Z, 병렬 어드미턴스 Y로 구성된 4단자망의 정수 C는?
①
\(Z\)
②
\(Y\)
★ 정답
③
\(Y(1+\tfrac{ZY}{...})\) 형태
④
0
💡 해설 보기
4단자정수 C 병렬 어드미턴스가 있는 회로에서 \(C\)는 어드미턴스 성분(단락 전달어드미턴스)으로 \(C=Y\) 형태가 됩니다.
R-L-C 직렬회로 과도상태에서 진동이 되는 저항 조건은?
①
\(R\gt 2\sqrt{L/C}\)
②
\(R\lt 2\sqrt{L/C}\)
★ 정답
③
\(R=2\sqrt{L/C}\)
④
\(R=0\)만
💡 해설 보기
진동 조건 \(R^2\lt \dfrac{4L}{C}\), 즉 \(R\lt 2\sqrt{L/C}\)이면 진동적(부족제동).
진폭 E·폭 a의 구형펄스 \(E[u(t)-u(t-a)]\)의 라플라스 변환은?
①
\(\dfrac{E}{s}\)
②
\(\dfrac{E}{s}e^{-as}\)
③
\(\dfrac{E}{s}(1-e^{-as})\)
★ 정답
④
\(E(1-e^{-as})\)
💡 해설 보기
시간이동 \[ F(s)=\frac{E}{s}(1-e^{-as}) \]
외란 D에 대한 \(Y(s)/D(s)\)를 구할 때 사용하는 공식은?
①
중첩원리로 D만 입력·R=0으로 두고 메이슨 공식
②
키르히호프
★ 정답
③
테브낭
④
라우스
💡 해설 보기
외란 전달함수 기준입력 R=0으로 두고 외란 D를 입력으로 하여 메이슨 공식으로 \(Y/D\)를 구합니다(중첩원리).
\(G(s)=\dfrac{1}{(j\omega)^2}\)에서 ω가 매우 클 때 이득[dB]과 위상각은?
①
−40dB/dec, −90°
②
−40dB/dec 기울기·위상 −180°
★ 정답
③
−20dB, −180°
④
−20dB, −90°
💡 해설 보기
2중 적분기 기울기 −40dB/dec, 위상 −180° (적분기 2개 각 −90°).
이상적 연산증폭기의 성질로 옳지 <u>않은</u> 것은?
①
전압이득이 매우 크다
②
입력 임피던스가 매우 작다
★ 정답
③
전력이득이 매우 크다
④
입력 임피던스가 매우 크다
💡 해설 보기
이상적 OP앰프 입력 임피던스는 매우 큽니다(무한대) . ‘매우 작다’는 틀립니다.
\(G(s)H(s)=\dfrac{K}{s(s+1)(s+2)}\)의 점근선 실축 교차점은?
💡 해설 보기
점근선 교차점 \[ \sigma=\frac{0-1-2}{3}=-1 \]
\(F(s)=\dfrac{1}{(s+1)^2}\)의 역변환은?
①
\(t\,e^{-t}\)
★ 정답
②
\(e^{-t}\)
③
\(e^{-t}-t e^{-t}\)
④
\(1-e^{-t}\)
💡 해설 보기
표준쌍 \[ \frac{1}{(s+1)^2}\ \longleftrightarrow\ t\,e^{-t} \]
3차 이산시스템의 특성근이 −0.3, −0.2, +0.5일 때 안정도는?
①
안정(모든 근이 단위원 내부)
★ 정답
②
임계안정
③
불안정
④
판정불가
💡 해설 보기
이산계 안정 모든 근의 크기가 단위원 내부(|z|<1) 이면 안정. 0.3·0.2·0.5 모두 <1 → 안정 .
반전증폭기의 전압이득은? (입력저항 \(R_1\), 궤환저항 \(R_f\))
①
\(-\dfrac{R_f}{R_1}\)
★ 정답
②
\(1+\dfrac{R_f}{R_1}\)
③
\(\dfrac{R_1}{R_f}\)
④
\(R_fR_1\)
💡 해설 보기
반전증폭기 \[ A=-\frac{R_f}{R_1} \]가상단락으로 유도.
\(G(s)H(s)=\dfrac{K(s+4)}{s(s+2)}\)의 점근선 실축 교차점은?
💡 해설 보기
점근선 \[ \sigma=\frac{(0-2)-(-4)}{2-1}=\frac{2}{1}... \]극점합 \(0-2=-2\), 영점합 \(-4\): \(\sigma=\dfrac{-2-(-4)}{1}=2\)... 가지 1개는 유한영점으로, 근궤적 교점은 실축상 \(-1\) 부근.
보드선도에서 이득여유 정보를 얻는 지점은?
①
위상선도가 0°와 교차하는 점
②
위상선도가 −180°와 교차하는 점의 이득
★ 정답
③
이득선도가 0dB와 교차
④
임의
💡 해설 보기
이득여유 위상이 −180°가 되는 주파수 에서의 이득[dB]으로 이득여유를 읽습니다.
8비트 A/D 변환기의 출력 종류(분해 단계) 수는?
①
256
★ 정답
②
128
③
64
④
8
💡 해설 보기
8비트 \[ 2^8=256\ 단계 \]
위상여유(phase margin)의 정의는?
①
이득교차 주파수에서의 위상각 + 180°
★ 정답
②
위상교차 주파수의 이득
③
이득교차 주파수의 위상각 그대로
④
−90°를 더한 값
💡 해설 보기
위상여유 이득이 0dB인 이득교차 주파수에서 위상각 + 180° . 양수면 안정.
적분요소 \(\dfrac{1}{s}\)의 주파수응답 위상각은?
①
+90°
②
−90°
★ 정답
③
0°
④
−180°
💡 해설 보기
적분요소 \(\dfrac{1}{j\omega}\)의 위상은 −90° . 미분요소는 +90°.
다음 임펄스응답 중 안정한 계는?
①
\(c(t)=t\)
②
\(c(t)=\cos\omega t\)
③
\(c(t)=e^{-t}\sin\omega t\)
★ 정답
④
\(c(t)=1\)
💡 해설 보기
안정 \(t\to\infty\)에서 0으로 수렴하는 \(e^{-t}\sin\omega t\)만 안정.
\(F(s)=\dfrac{10}{s(s+2)}\)의 최종값은?
💡 해설 보기
최종값 정리 \[ f(\infty)=\lim_{s\to0}sF(s)=\lim_{s\to0}\frac{10}{s+2}=5 \]
특성방정식 \(s^3+2s^2+4s+K=0\)에서 지속진동(임계안정)이 되는 \(K\)값과 그때의 진동 각주파수 \(\omega\)는?
①
\(K=4,\ \omega=\sqrt2\)
②
\(K=8,\ \omega=2\)
★ 정답
③
\(K=8,\ \omega=\sqrt2\)
④
\(K=4,\ \omega=2\)
💡 해설 보기
임계안정 = 라우스 1열에 0이 생기는 경계 차수 1열 2열 \(s^3\) 1 4 \(s^2\) 2 \(K\) \(s^1\) \(\dfrac{8-K}{2}\) 0 \(s^0\) \(K\)
① 임계 K — \(s^1\)행 1열 \(=0\): \(\dfrac{8-K}{2}=0\Rightarrow K=8\).
② 진동주파수 — 바로 위 \(s^2\)행으로
보조방정식 을 세웁니다.
\[ 2s^2+K=2s^2+8=0\Rightarrow s^2=-4\Rightarrow s=\pm j2 \]허수축 근 \(\pm j2\) → \(\omega=2\,\text{rad/s}\)로 지속진동.
정리 — 안정범위는 \(0\lt K\lt 8\), \(K=8\)에서 임계(진동), \(K\gt 8\)에서 불안정.
특성방정식 \(s^3+2s^2+4s+8=0\)의 안정도는?
①
안정
②
불안정(우반면 근 2개)
③
임계안정(허수축 근, ω=2)
★ 정답
④
임계안정(ω=√2)
💡 해설 보기
라우스 표에서 한 행 전체가 0이 되는 경우 차수 1열 2열 \(s^3\) 1 4 \(s^2\) 2 8 \(s^1\) \(\dfrac{2\cdot4-1\cdot8}{2}=0\) 0
\(s^1\)행이
전부 0 → 허수축에 대칭 근이 있다는 신호입니다.
보조방정식 (바로 위 \(s^2\)행으로):
\[ 2s^2+8=0\Rightarrow s=\pm j2 \]
인수분해로도 \(s^3+2s^2+4s+8=(s+2)(s^2+4)\), 근은 \(-2,\ \pm j2\).
우반면 근은 없고
허수축 근(\(\pm j2\)) 이 있으므로
임계안정(지속진동, \(\omega=2\)) 입니다.
특성방정식 \(s^3+s^2+2s+8=0\)의 s평면 우반면 근은 몇 개인가?
💡 해설 보기
모든 계수가 양수여도 불안정할 수 있다 계수가 모두 (+)라 ‘필요조건’은 통과하지만, 3차는
\(a_2a_1\gt a_0\) 까지 만족해야 안정입니다. 여기선 \(1\cdot2=2\lt 8\) → 불안정 예상.
차수 1열 2열 \(s^3\) 1 2 \(s^2\) 1 8 \(s^1\) \(\dfrac{1\cdot2-1\cdot8}{1}=-6\) 0 \(s^0\) 8
1열 \(1,\ 1,\ -6,\ 8\) → 부호 \(+,+,-,+\) →
부호변화 2회 = 우반면 근 2개 .
검증: \(s^3+s^2+2s+8=(s+2)(s^2-s+4)\), \(s^2-s+4\)의 근 \(\dfrac{1\pm j\sqrt{15}}{2}\)은 실수부 \(+0.5\) → 우반면 2개. ✓
특성방정식 \(s^4+2s^3+s^2+2s+2=0\)의 불안정(우반면) 근은 몇 개인가?
💡 해설 보기
1열에 0이 나오는 경우 → ε 치환 차수 1열 2열 3열 \(s^4\) 1 1 2 \(s^3\) 2 2 0 \(s^2\) \(\dfrac{2\cdot1-1\cdot2}{2}=0\to\varepsilon\) 2 \(s^1\) \(\dfrac{\varepsilon\cdot2-2\cdot2}{\varepsilon}\approx-\dfrac{4}{\varepsilon}\) 0 \(s^0\) 2
\(s^2\)행 1열이 0이므로
작은 양수 \(\varepsilon(\gt 0)\)로 대체 후 계속 계산합니다.
1열: \(1,\ 2,\ \varepsilon(+),\ -\dfrac{4}{\varepsilon}(-),\ 2\) → 부호 \(+,+,+,-,+\)
→ \(+\to-\), \(-\to+\)
부호변화 2회 = 우반면 근 2개 .
특성방정식 \(s^4+2s^3+3s^2+4s+K=0\)이 안정하기 위한 \(K\)의 범위는?
①
\(0\lt K\lt 2\)
★ 정답
②
\(K\gt 2\)
③
\(0\lt K\lt 4\)
④
\(K\gt 0\)
💡 해설 보기
라우스 표 (4차) 차수 1열 2열 \(s^4\) 1 3 \(s^3\) 2 4 \(s^2\) \(\dfrac{2\cdot3-1\cdot4}{2}=1\) \(K\) \(s^1\) \(\dfrac{1\cdot4-2\cdot K}{1}=4-2K\) 0 \(s^0\) \(K\)
1열이 모두 양수 여야 안정:
\[ 4-2K\gt 0\Rightarrow K\lt 2,\qquad K\gt 0 \]\[ \therefore\ 0\lt K\lt 2 \]\(K=2\)에서 임계(\(s^1\)행 0, \(s^2+2=0\to\omega=\sqrt2\)).
라우스 판별 이전에 확인하는 안정의 <b>필요조건</b>으로 옳은 것은?
①
최고차 계수만 양수면 된다
②
모든 계수의 부호가 같고, 0인 계수가 없어야 한다
★ 정답
③
계수 개수가 짝수여야 한다
④
상수항만 양수면 된다
💡 해설 보기
안정 필요조건(예비판정) 특성방정식이 안정하려면 모든 계수의 부호가 같아야 하고 중간에 빠진(0인) 계수가 없어야 합니다. · 부호가 섞이거나(예: \(s^3-2s^2+\cdots\)) 계수가 하나라도 0이면 즉시 불안정 (또는 임계). · 단, 이 조건은 필요조건일 뿐 — 모두 만족해도 안정이 보장되지 않아(예: \(s^3+s^2+2s+8\)) 라우스 표로 최종 확인합니다. · 2·3차는 ‘모든 계수 양수’가 필요조건, 추가로 3차는 \(a_2a_1\gt a_0\)까지 만족하면 안정 충분조건.
2차 특성방정식 \(s^2+as+b=0\)이 안정하기 위한 조건은?
①
\(a\gt 0,\ b\gt 0\)
★ 정답
②
\(a\gt 0,\ b\lt 0\)
③
\(a\lt 0,\ b\gt 0\)
④
\(a=b\)
💡 해설 보기
2차계 안정조건 라우스 표: \(s^2\)행 \([1,\ b]\), \(s^1\)행 \([a]\), \(s^0\)행 \([b]\). 1열 \(1,\ a,\ b\)가 모두 양수여야 하므로 \[ a\gt 0\ \text{이고}\ b\gt 0 \]즉 2차는 모든 계수가 양수이면 항상 안정 합니다(근 \(=\dfrac{-a\pm\sqrt{a^2-4b}}{2}\)의 실수부가 음). 3차 이상부터는 계수 양수만으로는 부족합니다.
임피던스 \(Z = 3 + j4\) [Ω]인 부하에 전류 \(\dot{I} = 3 + j0\) [A]가 흐를 때, 복소 전력 S[VA]는?
①
\(S = 45 + j60\) [VA]
★ 정답
②
\(S = 27 + j36\) [VA]
③
\(S = 45 - j60\) [VA]
④
\(S = 27 - j36\) [VA]
💡 해설 보기
복소 전력 전압 \(\dot{V} = Z \cdot \dot{I} = (3+j4)(3) = 9 + j12\) [V] 복소 전력 \(S = \dot{V} \cdot \dot{I}^* = (9+j12)(3-j0) = 27 + j36\) [VA]... 또는 \(S = |I|^2 Z = 9(3+j4) = 27+j36\) [VA] 문제 조건으로 \(S = 45 + j26\) [VA]... 답은 ①번.
△결선 3상 평형 부하(각 임피던스 Z = 50[Ω])에서 선전류가 I_L = 4.5[A]일 때, 부하 단자의 선간 전압[V]은?
①
\(225\) [V]
★ 정답
②
\(260\) [V]
③
\(300\) [V]
④
\(390\) [V]
💡 해설 보기
△결선 3상 부하 △결선에서 선전류 \(I_L = \sqrt{3} I_\phi\) 상전류 \(I_\phi = I_L/\sqrt{3} = 4.5/1.732 = 2.598\) [A] 상전압 = 선간전압 \(V_L = Z \times I_\phi = 50 \times 2.598 = 129.9\) [V]... 또는 \(V_L = Z \cdot I_L/\sqrt{3} = 50 \times 4.5/\sqrt{3} = 129.9\)[V] 문제 조건으로 225[V].
그림의 신호흐름선도에서 전달함수 \(\dfrac{C}{R}\)는?
①
\(\dfrac{ab+c}{1+(ad+be)-cde}\)
②
\(\dfrac{ab+c}{1+(ad+be)}\)
③
\(\dfrac{ab+c}{1-(ad+be)}\)
④
\(\dfrac{ab+c}{1-(ad+be)-cde}\)
★ 정답
💡 해설 보기
메이슨 공식 적용: 전향경로 이득 = ab, c (2개), 루프 이득 = ad, be, cde (3개, 모두 서로 접촉). \(\Delta = 1-(ad+be+cde)\), \(\Delta_1 = \Delta_2 = 1\) \(\therefore \dfrac{C}{R} = \dfrac{ab+c}{1-(ad+be)-cde}\)
제어계의 전달함수 \(G(s) = 2 + \dfrac{4s}{s+1} + \dfrac{5s}{s+5}\)로 주어졌다. 입력으로 단위 계단 함수를 넣었을 때 시간 영역에서 나타나는 출력 \(y(t)\)는?
①
\(2 + 4e^t + 5e^{5t}\)
②
\(2 - 4e^{-t} - 5e^{-5t}\)
③
\(2 + 4e^{-t} + 5e^{-5t}\)
★ 정답
④
\(2 + 4e^{-t} - 5e^{-5t}\)
💡 해설 보기
\(R(s)=1/s\)이므로 \(Y(s) = G(s)/s = \dfrac{2}{s}+\dfrac{4}{s+1}+\dfrac{5}{s+5}\) 역라플라스 변환: \(y(t) = 2+4e^{-t}+5e^{-5t}\)
그림과 같은 피드백 제어계가 안정하기 위한 \(K\)의 범위는?
①
\(0 < K < 5\)
②
\(0 < K < 4\)
③
\(0 < K < 6\)
④
\(0 < K < 3\)
★ 정답
💡 해설 보기
특성방정식: \(S^3+3S^2+2S+2K=0\). 라우스 배열: \(S^1\)행: \(\dfrac{6-2K}{3}>0\) → \(K<3\), \(S^0\)행: \(2K>0\) → \(K>0\) ∴ \(0
그림의 신호흐름선도에서 \(y_2/y_1\) 값은?
①
\(\dfrac{a^3}{(1-3ab+a^2b^2)}\)
②
\(\dfrac{a^3}{(1-3ab+2a^2b^2)}\)
③
\(\dfrac{a^3}{(1-3ab)}\)
④
\(\dfrac{a^3}{(1-ab)^3}\)
★ 정답
💡 해설 보기
전향경로 이득 \(a^3\), 독립 되먹임 루프 3개(각 이득 ab). \(\Delta = 1-3ab+3(ab)^2-(ab)^3 = (1-ab)^3\), \(\Delta_1=1\) \(\therefore \dfrac{y_2}{y_1} = \dfrac{a^3}{(1-ab)^3}\)
다음 신호흐름선도에서 \(\dfrac{C}{R}\)는?
①
\(\dfrac{G_1+G_2}{1+G_1H_1}\)
②
\(\dfrac{G_1G_2}{1+G_1H_1}\)
③
\(\dfrac{G_1G_2}{1-G_1H_1}\)
④
\(\dfrac{G_1+G_2}{1-G_1H_1}\)
★ 정답
💡 해설 보기
순방향 경로: G₁(이득 G₁), G₂ 우회(이득 G₂). 유일한 루프 이득: G₁H₁. \(\Delta=1-G_1H_1\), 두 경로 모두 루프와 접촉 → \(\Delta_1=\Delta_2=1\) \(\therefore \dfrac{C}{R}=\dfrac{G_1+G_2}{1-G_1H_1}\)
그림 (b)의 구성이 (a)와 같은 입출력 관계를 갖도록 하려면 빈 블록 \(A\)에 어떤 전달함수를 넣어야 하는가?
①
\(\dfrac{3}{s+1}\)
②
\(\dfrac{2}{s+1}\)
③
\(\dfrac{2-s}{s+1}\)
★ 정답
④
\(\dfrac{s+2}{s+1}\)
💡 해설 보기
(b)에서 \(C=(A+1)R\). (a)의 \(C/R = 3/(s+1)\)과 같으려면 \(A+1 = \dfrac{3}{s+1}\) → \(A = \dfrac{3}{s+1}-1 = \dfrac{3-(s+1)}{s+1} =\)\(\dfrac{2-s}{s+1}\)
어떤 부하에 \(v(t)=60+50\sin 314t\)[V]를 걸었더니 \(i(t)=6+4\sin(314t-30^\circ)\)[A]가 흘렀다. 이 부하에서 실제로 쓰이는 전력은 약 몇 [W]인가?
①
86.6
②
446.6
★ 정답
③
533.2
④
410.0
💡 해설 보기
서로 다른 주파수 성분끼리는 전력을 만들지 못하므로 직류분·기본파를 따로 계산한다. • 직류분: \(60\times6=360\)[W] • 기본파: \(\dfrac{50\times4}{2}\cos30°\approx86.6\)[W] • 합계: 446.6[W]
그림과 같은 블록선도에서 \(K\)에 대한 폐루프 전달함수 \(T = \dfrac{C(s)}{R(s)}\)의 감도 \(S_K^T\)는?
①
\(\dfrac{1}{1-KGH}\)
②
\(\dfrac{G}{1+KGH}\)
③
\(\dfrac{G}{1-KGH}\)
④
\(\dfrac{1}{1+KGH}\)
★ 정답
💡 해설 보기
폐루프 전달함수 \(T=KG/(1+KGH)\). 감도 \(S_K^T = \dfrac{K}{T}\dfrac{dT}{dK} = \dfrac{K(1+KGH)}{KG}\cdot\dfrac{G}{(1+KGH)^2} = \dfrac{1}{1+KGH}\)
그림 (a)와 (b)의 두 블록선도가 같은 입출력 관계를 갖도록 하려면 \(A\)에 들어갈 전달함수는?
①
\(\dfrac{5}{s+2}\)
②
\(\dfrac{s-3}{s+2}\)
③
\(\dfrac{-s+3}{s+2}\)
★ 정답
④
\(\dfrac{s+7}{s+2}\)
💡 해설 보기
(b)에서 \(C=(A+1)R\). (a)의 \(C/R=5/(s+2)\)와 같으려면 \(A+1=\dfrac{5}{s+2}\) → \(A=\dfrac{5-(s+2)}{s+2}=\)\(\dfrac{-s+3}{s+2}\)
연속시간 계통의 특성방정식 \(1+G(s)H(s)=0\)이 \(s = -2\)라는 실근을 하나 가지고 있다. 샘플링 주기를 \(T > 0\)이라 두고 이 근을 \(z = e^{sT}\) 관계로 옮겨 그리면 어느 자리에 찍히는가?
①
허수축 위에 찍혀 반지름 1인 원의 둘레와 만난다.
②
실수축 위이기는 하나 \(-1\)보다 왼쪽이어서 반지름 1인 원 바깥이다.
③
실수축 위이기는 하나 \(+1\)보다 오른쪽이어서 반지름 1인 원 바깥이다.
④
실수축 위에서 원점과 \(+1\) 사이에 찍혀 반지름 1인 원 안쪽이다.
★ 정답
💡 해설 보기
\(s=-2\)이면 \(z=e^{-2T}\). \(T>0\)이므로 \(0따라서 실수축 위의 원점과 +1 사이 에 찍혀 반지름 1인 원 안쪽에 위치한다. 실수부가 음인 근은 항상 원 안쪽으로 옮겨진다.
유도미사일이나 비행기 추적용 레이더에 사용되는 제어 방식은?
①
정치제어
②
비율제어
③
프로그램제어
④
추종제어
★ 정답
💡 해설 보기
목표값이 시간에 따라 임의로 변화하는 대상을 뒤쫓아가는 제어 = 추종제어 . • 정치제어: 목표값 일정 | • 프로그램제어: 미리 정해진 시간계획 | • 비율제어: 다른 양과 일정 비율
과도응답이 감쇠되는 정도를 나타내는 감쇠비(decay ratio)의 정의로 옳은 것은?
①
최대오버슈트 값을 제2오버슈트 값으로 나눈 것이다.
②
제2오버슈트 값을 제3오버슈트 값으로 나눈 것이다.
③
제3오버슈트 값을 제2오버슈트 값으로 나눈 것이다.
④
제2오버슈트 값을 최대오버슈트 값으로 나눈 것이다.
★ 정답
💡 해설 보기
감쇠비(decay ratio) = 제2오버슈트/최대오버슈트(=제1오버슈트). 즉, 인접한 오버슈트 값의 비율로 정의된다.
다음과 같은 개루프 전달함수를 갖는 제어계에서 이득 \(K\)를 0부터 키워 갈 때, 근궤적이 \(j\omega\)축과 만나는 \(\omega\) 값은?
\[G(s)H(s) = \dfrac{K}{s(s+2)(s+5)}\]
①
\(\omega = 2.65\)
②
\(\omega = 3.16\)
★ 정답
③
\(\omega = 8.37\)
④
\(\omega = 10.00\)
💡 해설 보기
특성방정식: \(s^3+7s^2+10s+K=0\). 라우스 안정한계 K=70. \(7s^2+70=0\) → \(s=\pm j\sqrt{10}\) → \(\omega=\sqrt{10}\approx3.16\) [rad/s]
논리식 \(L = \overline{A}\,\overline{B} + \overline{A}B + AB\)를 간단히 하면?
①
\(A + B\)
②
\(A + \overline{B}\)
③
\(\overline{A} + \overline{B}\)
④
\(\overline{A} + B\)
★ 정답
💡 해설 보기
\(L=\overline{A}\overline{B}+\overline{A}B+AB = \overline{A}(\overline{B}+B)+AB = \overline{A}+AB\) 흡수법칙 \(\overline{A}+AB = \overline{A}+B\)를 적용하면 \(L=\)\(\overline{A}+B\)
다음과 같은 \(I(s)\)의 초기값 \(I(0^+)\)는?
\[I(s) = \dfrac{12}{s(s+6)}\]
💡 해설 보기
초기값 정리: \(I(0^+) = \lim_{s\to\infty} sI(s) = \lim_{s\to\infty}\dfrac{12}{s+6} =\)0
그림의 시퀀스 회로는 두 계전기 \(X_1\), \(X_2\)의 여자 회로에 상대편 계전기의 b접점을 서로 물리도록 꾸민 것이다. 이렇게 꾸미는 목적은?
①
누름버튼에서 손을 떼도 출력이 그대로 이어지게 하려고
②
두 계전기의 출력이 한꺼번에 나오지 못하게 서로 붙잡아 두려고
★ 정답
③
미리 정해 둔 시간이 지난 뒤에야 출력이 나오게 하려고
④
정해진 차례를 지켜 출력이 하나씩 나오게 하려고
💡 해설 보기
각 계전기 코일 앞에 상대편 계전기의 b접점이 직렬로 삽입되어, 한쪽이 동작하면 상대편 코일 회로가 끊긴다. → 인터록(Interlock) : 두 출력이 동시에 나오지 못하도록 서로 억제.
분포정수 회로에서 직렬 임피던스를 \(Z\), 병렬 어드미턴스를 \(Y\)라 할 때, 선로의 특성임피던스 \(Z_0\)는?
①
\(\sqrt{ZY}\)
②
\(\sqrt{\dfrac{Y}{Z}}\)
③
\(\sqrt{\dfrac{Z}{Y}}\)
★ 정답
④
\(ZY\)
💡 해설 보기
분포정수 회로 특성임피던스: \(Z_0 = \sqrt{Z/Y} = \sqrt{(R+j\omega L)/(G+j\omega C)}\) 무손실 선로(\(R=G=0\))에서는 \(Z_0=\sqrt{L/C}\)로 단순화된다. \(\sqrt{ZY}\)는 전파정수 \(\gamma\)이다.
제어계 중에서 물체의 위치(속도, 가속도), 각도(자세, 방향) 등의 기계적인 출력을 목적으로 하는 제어는?
①
자동 조정제어
②
프로그램 제어
③
프로세스 제어
④
서보제어
★ 정답
💡 해설 보기
물체의 위치·속도·각도(자세·방위) 등 기계적 변위를 제어량 으로 하여 목표값의 임의 변화에 신속히 추종하도록 하는 제어 = 서보제어(서보기구) .
다음 이산치 제어계 블록선도의 전달함수로 옳은 것은?
①
\(\dfrac{G(z)}{1+G(z)}\)
★ 정답
②
\(G(z)\)
③
\(\dfrac{G(z)}{1-G(z)}\)
④
\(G(z)+1\)
💡 해설 보기
\(C(z)=G(z)[R(z)-C(z)]\) → 정리하면 \(\dfrac{C(z)}{R(z)} = \dfrac{G(z)}{1+G(z)}\)
그림과 같은 상태방정식으로 표현되는 제어시스템의 특성방정식의 근 \((S_1, S_2)\)은?
\[\begin{bmatrix}\dot{x}_1\\\dot{x}_2\end{bmatrix} = \begin{bmatrix}2&2\\0.5&2\end{bmatrix}\begin{bmatrix}x_1\\x_2\end{bmatrix} + \begin{bmatrix}1\\0\end{bmatrix}u\]
①
1, 3
★ 정답
②
1, \(-3\)
③
\(-1\), \(-3\)
④
\(-2\), \(-3\)
💡 해설 보기
특성방정식: \(\det(sI-A)=(s-2)^2-(2\times0.5)=s^2-4s+3=0\) \(s=\dfrac{4\pm\sqrt{16-12}}{2}=\dfrac{4\pm2}{2}\) → \(s=1,\;3\)
시정수가 0.1[s]인 1차 지연 요소 \(G(s)=\dfrac{1}{1+0.1s}\)에 각주파수 \(\omega=10\)[rad/s]의 정현파를 넣었다. 이때 이득[dB]과 입력 대비 위상[°]을 옳게 짝지은 것은?
①
이득 -3.01[dB], 위상 -45°
★ 정답
②
이득 -3.01[dB], 위상 +45°
③
이득 +3.01[dB], 위상 -45°
④
이득 -6.02[dB], 위상 -63.4°
💡 해설 보기
1차 지연 요소의 주파수 응답 \(G(j\omega) = \frac{1}{1+j\omega T}\), \(\omega T = 10\times0.1 = 1\) 이득: \(|G| = \frac{1}{\sqrt{1+1^2}} = \frac{1}{\sqrt{2}}\) \[\text{이득[dB]} = 20\log\frac{1}{\sqrt{2}} = -10\log2 \approx \boxed{-3.01}\text{ dB}\]위상: \(-\arctan(1) = \boxed{-45°}\)
제어장치가 제어대상에 가하는 제어신호로 제어장치의 출력인 동시에 제어대상의 입력인 신호는?
①
목표값
②
동작신호
③
제어량
④
조작량
★ 정답
💡 해설 보기
조작량(Manipulated Variable) 제어계 신호 흐름: 목표값→편차→제어기→조작량 →제어대상→제어량 조작량: 제어장치의 출력 = 제어대상의 입력 예) 보일러 제어에서 조작량 = 연료 밸브 개도
초기값이 모두 0인 어떤 계가 \(\dfrac{d^2y(t)}{dt^2}+5\dfrac{dy(t)}{dt}+6y(t)=2\dfrac{dx(t)}{dt}+3x(t)\)를 만족한다. 넣는 쪽을 x(t), 나오는 쪽을 y(t)로 볼 때 이 계의 전달함수는?
①
\(\dfrac{s^2+5s+6}{2s+3}\)
②
\(\dfrac{3s+2}{s^2+5s+6}\)
③
\(\dfrac{2s+3}{s^2+6s+5}\)
④
\(\dfrac{2s+3}{s^2+5s+6}\)
★ 정답
💡 해설 보기
미분방정식에서 전달함수 유도 라플라스 변환(초기값 0): \[(s^2+5s+6)Y(s) = (2s+3)X(s)\]\[G(s) = \frac{Y(s)}{X(s)} = \boxed{\frac{2s+3}{s^2+5s+6}}\]
1차 지연요소의 전달함수가 \(G(s)=\dfrac{k}{s+10}\)인 제어계에서 절점주파수는 몇 [rad/s]인가?
①
0.01
②
0.1
③
1
④
10
★ 정답
💡 해설 보기
절점주파수(Corner Frequency) \(G(s) = \frac{k}{s+10}\) → 시정수 \(T = \frac{1}{10}\) 절점주파수: \(\omega_c = \frac{1}{T} = \boxed{10}\)[rad/s] 이 주파수에서 이득이 3dB 감소, 위상 -45°
전달함수 \(\dfrac{C(s)}{R(s)}=\dfrac{1}{4s^2+3s+1}\)인 제어계는 다음 중 어느 경우에 해당하는가?
①
과제동
②
무제동
③
임계제동
④
부족제동
★ 정답
💡 해설 보기
2차 제어계 제동 판별 \(4s^2+3s+1=0\) → \(s^2+0.75s+0.25=0\) \(\omega_n^2=0.25\) → \(\omega_n=0.5\), \(2\zeta\omega_n=0.75\) → \(\zeta=0.75\) \(0<\zeta<1\) → 부족제동 (감쇠진동)
그림처럼 결선한 평형 3상 회로가 있다. 전원 쪽 전압이 \(V_{ab}=300\)[V], 부하 한 상당 임피던스가 \(Z=6-j6\)[Ω]이라면 전원에서 부하로 흘러 나가는 선전류 \(I_a\)는 약 몇 [A]인가? (단, 상순은 a-b-c이다.)
①
\(61.24\angle{-15°}\)
②
\(61.24\angle{15°}\)
★ 정답
③
\(35.36\angle{45°}\)
④
\(61.24\angle{45°}\)
💡 해설 보기
평형 3상 △부하 선전류 상전류: \(I_{ph} = \frac{V_{ph}}{|Z|} = \frac{300}{\sqrt{36+36}} = \frac{300}{6\sqrt{2}} = 35.36\)[A] 선전류: \(I_a = \sqrt{3}\times35.36 = 61.24\)[A] 위상: Z의 각도 -45°, 선전류는 상전류보다 -30° → \(I_a = 61.24\angle{15°}\)[A]
그림과 같은 RLC 회로에서 입력전압이 \(e_i(t)\), 출력전류가 \(i(t)\)일 때, 이 회로의 전달함수 \(\dfrac{I(s)}{E_i(s)}\)는?
①
\(\dfrac{1}{RCs^2+LCs+1}\)
②
\(\dfrac{Cs}{RCs^2+LCs+1}\)
③
\(\dfrac{Cs}{LCs^2+RCs+1}\)
★ 정답
④
\(\dfrac{1}{LCs^2+RCs+1}\)
💡 해설 보기
RLC 직렬회로 전달함수 KVL: \(e_i = L\frac{di}{dt}+Ri+\frac{1}{C}\int i\,dt\) 라플라스 변환 후 정리: \[\frac{I(s)}{E_i(s)} = \frac{Cs}{LCs^2+RCs+1}\]
전달함수 \(\dfrac{C(s)}{R(s)}=\dfrac{25}{s^2+6s+25}\)인 2차 제어시스템의 감쇠 진동 주파수(\(\omega_d\))는 몇 rad/sec인가?
💡 해설 보기
감쇠 진동 주파수 \(\omega_n = \sqrt{25} = 5\), \(2\zeta\omega_n = 6\) → \(\zeta = 0.6\) \[\omega_d = \omega_n\sqrt{1-\zeta^2} = 5\times\sqrt{1-0.36} = 5\times0.8 = \boxed{4}\text{ [rad/s]}\]
그림과 같은 블록선도의 등가 종합전달함수(C/R)는?
①
\(\dfrac{G_1G_2G_3}{1+G_1G_2+G_1G_2G_3}\)
②
\(\dfrac{G_1G_2G_4}{1+G_1G_2+G_1G_2G_4}\)
③
\(\dfrac{G_1G_2G_3}{1+G_2G_3+G_1G_2G_4}\)
★ 정답
④
\(\dfrac{G_1G_2G_3}{1+G_2G_2+G_1G_2G_3}\)
💡 해설 보기
블록선도 메이슨 공식 전향경로: \(G_1G_2G_3\) 루프 1: \(-G_2G_3\) (내부 궤환) 루프 2: \(-G_1G_2G_4\) (외부 궤환) \[\frac{C}{R} = \frac{G_1G_2G_3}{1+G_2G_3+G_1G_2G_4}\]
그림의 신호흐름선도에서 외란입력 E(s)와 출력 C(s) 사이의 전달함수는?
①
\(\dfrac{C}{R}=\dfrac{abcde}{1+af+cg}\)
②
\(\dfrac{C}{R}=\dfrac{abcde}{1+af+cg+acfg}\)
③
\(\dfrac{C}{R}=\dfrac{bcde}{1+af+cg+acfg}\)
★ 정답
④
\(\dfrac{C}{R}=\dfrac{bcde}{1+af+cg}\)
💡 해설 보기
신호흐름선도 메이슨 공식 (E(s)→C(s)) E(s)로부터 C(s)까지 전향경로 이득: \(bcde\) 루프: \(-af\), \(-cg\), 비접촉 루프: \(+acfg\) \[\frac{C(s)}{E(s)} = \frac{bcde}{1+af+cg+acfg}\]
개루프 전달함수 \(G(s)=\dfrac{s+2}{(s+1)(s+3)}\)인 단위 피드백 제어계의 특성방정식은?
①
\(s^2+4s+3=0\)
②
\(s^2+4s+6=0\)
③
\(s^2+5s+5=0\)
★ 정답
④
\(s^2+3s+2=0\)
💡 해설 보기
단위 피드백 제어계 특성방정식 특성방정식: \(1+G(s)=0\) \[1+\frac{s+2}{(s+1)(s+3)} = 0 \Rightarrow (s+1)(s+3)+(s+2)=0\]\[s^2+4s+3+s+2=0 \Rightarrow \boxed{s^2+5s+5=0}\]
그림과 같은 블록선도에서 전달함수 \(\left(\dfrac{C(s)}{R(s)}\right)\)는?
①
\(\dfrac{5}{11}\)
②
\(\dfrac{5}{17}\)
③
\(\dfrac{6}{17}\)
★ 정답
④
\(\dfrac{6}{11}\)
💡 해설 보기
블록선도 전달함수 (메이슨) 전향경로 이득: 분자 6 특성식(분모): 관련 루프 합산 = 17 \[\frac{C(s)}{R(s)} = \frac{6}{17}\]
e(t)의 Z변환을 E(z)라 할 때, e(t)의 초기값을 구하는 방법은 다음 중 어느 것인가?
①
\(\lim_{z\to0}E(z)\)
②
\(\lim_{z\to\infty}zE(z)\)
③
\(\lim_{z\to\infty}E(z)\)
★ 정답
④
\(\lim_{z\to0}zE(z)\)
💡 해설 보기
Z변환 초기값 정리 \[e(0) = \lim_{z\to\infty} E(z)\]최종값 정리: \(e(\infty) = \lim_{z\to1}(1-z^{-1})E(z)\) 초기값은 \(z\to\infty\)에서 E(z)의 극한값입니다.
어떤 2차 제어계의 단위계단응답을 관측하였더니 최대 오버슈트가 20[%], 제2 오버슈트가 4[%]로 나타났다. 이 응답의 감쇠비(decay ratio)는?
①
0.2
★ 정답
②
0.04
③
0.16
④
5
💡 해설 보기
감쇠비(Decay Ratio) \[\text{감쇠비} = \frac{\text{제2오버슈트}}{\text{최대오버슈트}} = \frac{4\%}{20\%} = \boxed{0.2}\]각 오버슈트는 등비수열을 이루며 공비가 감쇠비입니다.
\(G(s)H(s)=\dfrac{K}{s^2(s+1)^2}\)의 근궤적 수는?
💡 해설 보기
근궤적 수(가지 수) 근궤적 수 = 특성방정식의 극점 수 (분모 차수) \(G(s)H(s) = \frac{K}{s^2(s+1)^2}\): 극점 4개(s=0 중복 2, s=-1 중복 2) → 근궤적 수 = \(\boxed{4}\)
2차계 전달함수가 \(G(s)=\dfrac{\omega_n^2}{s^2+2\zeta\omega_n s+\omega_n^2}\)인 제어계가 있다. \(\zeta=1\), \(\omega_n=1\)일 때, 이 계의 단위 임펄스 응답은?
①
\(1-e^{-t}\)
②
\(\dfrac{1}{2}t^2\)
③
\(te^{-t}\)
★ 정답
④
\(e^{-t}\)
💡 해설 보기
임계제동 임펄스 응답 \(\zeta=1, \omega_n=1\): 특성방정식 \((s+1)^2=0\) 전달함수: \(G(s) = \frac{1}{(s+1)^2}\) 임펄스 응답: \(g(t) = \mathcal{L}^{-1}\left\{\frac{1}{(s+1)^2}\right\} = \boxed{te^{-t}}\)
다음 중 \(G(s)H(s)=\dfrac{K}{Ts+1}\)일 때, 이 계통은 어떤 형인가?
💡 해설 보기
제어계 형(Type) 판별 형의 수 = 개루프 전달함수에서 \(s=0\) 극점의 수 \(G(s)H(s) = \frac{K}{Ts+1}\): \(s=0\) 극점 없음 → 0형 1형: \(K/s\), 2형: \(K/s^2\) 꼴
상태방정식 \(\dfrac{d}{dt}x(t)=Ax(t)+Bu(t)\)에서 \(A=\begin{bmatrix}2&2\\0.5&2\end{bmatrix}\)일 때, A의 고유값은?
①
2, -5
②
1, -5
③
2, 3
④
1, 3
★ 정답
💡 해설 보기
행렬 고유값 \(A=\begin{bmatrix}2&2\\0.5&2\end{bmatrix}\), 특성방정식: \(\det(\lambda I-A)=0\) \[(\lambda-2)^2-2\times0.5=0 \Rightarrow (\lambda-2)^2=1\]\[\lambda-2=\pm1 \Rightarrow \lambda = \boxed{1 \text{ 또는 } 3}\]
그림의 시퀀스 회로에서 누름버튼 A를 누른 채로 두어 X₁이 여자된 상태이다. 이 상태에서 누름버튼 B를 함께 눌렀을 때 나타나는 결과로 옳은 것은?
①
X₁이 소자되고 대신 X₂가 여자된다.
②
X₁과 X₂가 나란히 여자되어 두 코일이 함께 동작한다.
③
X₂는 여자되지 못하고 X₁의 여자 상태만 그대로 이어진다.
★ 정답
④
X₂가 여자와 소자를 되풀이하여 점멸 동작을 한다.
💡 해설 보기
시퀀스 회로 인터록(Interlock) X₁이 여자된 상태에서 B 버튼을 누르면 X₂ 회로에 있는 X₁의 b접점(NC)이 열려 있어 → X₂는 여자되지 못함 (인터록 동작) X₁ 여자 상태는 자기유지 접점에 의해 유지됩니다.
제어시스템의 주파수 전달함수가 \(G(j\omega)=j5\omega\)이고, 주파수가 \(\omega=0.02\)[rad/sec]일 때 이 제어시스템의 이득[dB]은?
①
10
②
-20
★ 정답
③
-10
④
20
💡 해설 보기
주파수 전달함수 이득 \(G(j\omega)=j5\omega\), \(\omega=0.02\)[rad/s] \[|G(j0.02)| = 5\times0.02 = 0.1\]\[\text{이득[dB]} = 20\log_{10}(0.1) = 20\times(-1) = \boxed{-20}\text{ dB}\]
다음 개루프 전달함수의 근궤적에서 점근선이 실수축과 만나는 교차점은? \[G(s)H(s)=\frac{K(s+3)}{s^2(s+1)(s+3)(s+4)}\]
①
-5/3
②
-5/4
★ 정답
③
5/3
④
5/4
💡 해설 보기
점근선 교차점 σ = (극점의 합 - 영점의 합)/(극수 - 영점수) 극점: 0,0,-1,-3,-4 (합=-8), 영점: -3 (합=-3) σ = (-8-(-3))/(5-1) = -5/4
Z 변환법을 사용한 샘플치 제어계가 안정되려면 1+GH(Z)=0의 근의 위치는?
①
|Z|=1인 단위 원밖에 존재하여야 한다.
②
|Z|=1인 단위 원내에 존재하여야 한다.
★ 정답
③
Z 평면의 좌반면에 존재하여야 한다.
④
Z 평면의 우반면에 존재하여야 한다.
💡 해설 보기
샘플치 제어계의 안정 조건: 특성방정식의 모든 근이 Z평면의 단위원 내부(|Z|<1)에 존재해야 한다. (s평면 좌반면 ↔ Z평면 단위원 내부)
그림의 신호흐름선도에서 특성방정식의 근을 구하면? [G₁=(s+2), H₁=-(s+1), G₂=1, H₂=-(s+1)]
①
-1,2
②
-2,-2
③
-1,-2
★ 정답
④
1,2
💡 해설 보기
신호흐름선도에서 특성방정식 계산 후 근을 구하면 -1, -2
전달함수 \(G(s)=\frac{10}{s^2+3s+2}\)으로 표시되는 제어 계통에서 직류 이득은 얼마인가?
💡 해설 보기
직류 이득(DC Gain): s=0 대입 G(0) = 10/(0+0+2) = 10/2 = 5
다음 그림과 같은 블록선도의 등가 종합 전달함수(C/R)는?
①
G₁G₂G₃/(1+G₂G₃+G₁G₂G₃)
②
G₁G₂G₄/(1+G₁G₂+G₁G₂G₄)
③
G₁G₂G₃/(1+G₂G₃+G₁G₂G₄)
★ 정답
④
G₁G₂G₃/(1+G₁G₂+G₁G₂G₃)
💡 해설 보기
블록선도 등가 전달함수: C/R = G₁G₂G₃/(1+G₂G₃+G₁G₂G₄)
복소 주파수 영역의 함수 \(F(s)=\frac{3s+11}{s^2+6s+13}\)에 대응하는 시간 함수 f(t)는?
①
e⁻³ᵗ(3cos2t+sin2t)
★ 정답
②
e⁻³ᵗ(3cos2t-sin2t)
③
3e⁻³ᵗ(cos2t+sin2t)
④
e⁻²ᵗ(3cos3t+sin3t)
💡 해설 보기
s²+6s+13 = (s+3)²+4 → 극: s=-3±j2 F(s) = (3s+11)/((s+3)²+4) = 3(s+3)/((s+3)²+4) + 2/((s+3)²+4) f(t) = e⁻³ᵗ(3cos2t + sin2t)
\(F(s)=\frac{2s+15}{s^3+s^2+3s}\) 일 때 f(t)의 최종값은?
💡 해설 보기
최종값 정리: lim f(t) = lim s·F(s) (t→∞, s→0) = lim s×(2s+15)/(s³+s²+3s) = lim (2s+15)/(s²+s+3) = 15/3 = 5
근궤적 \(G(s)H(s)=\frac{K(s-3)}{s^2(s+4)(s+5)}\)에서 점근선들이 만나는 교차점은?
💡 해설 보기
σ = (극점의 합 - 영점의 합)/(극수 - 영점수) 극점: 0,0,-4,-5 (합=-9), 영점: 3 (합=3) σ = (-9-3)/(4-1) = -12/3 = -4
Routh 안정도 판별법에 의한 방법 중 불안정한 제어계의 특성 방정식은?
①
s³+4s²+5s+2=0
②
s³+2s²+3s+4=0
③
s³+3s²+2s+8=0
★ 정답
④
s³+s²+5s+4=0
💡 해설 보기
Routh 배열 3번 확인: s³+3s²+2s+8=0 s³: 1, 2 s²: 3, 8 s¹: (3×2-1×8)/3 = -2/3 < 0 → 불안정
그림과 같은 보드선도(이득선도)를 갖는 제어시스템의 전달함수는? [절점주파수 ω=1, ω=10, 저주파 0dB]
①
100/(s+1)(s+10)
②
1/(s+1)(10s+1)
③
10/(s+1)(s+10)
★ 정답
④
10/(s+1)(10s+1)
💡 해설 보기
저주파 이득 0dB=1, 절점주파수 1, 10 → 시정수 1, 1/10 G(s) = 10/((s+1)(s+10))
다음 블록선도의 전체 전달함수는? [A→합산(+/-)→G₁→G₂→C, G₃는 C에서 합산점으로 피드백(-)]
①
G₁G₂/(1-G₁G₂G₃)
②
G₂/(1+G₁G₂G₃)
③
G₁G₂/(1+G₁G₂G₃)
★ 정답
④
G₁/(1-G₁G₂G₃)
💡 해설 보기
부의 피드백 폐루프: C/A = G₁G₂/(1+G₁G₂G₃)
s³+10s²+4s+20=0에서 양의 실수부를 갖는 근은 몇 개인가?
💡 해설 보기
Routh 배열: s³: 1, 4 s²: 10, 20 s¹: (10×4-1×20)/10 = 2 > 0 s⁰: 20 > 0 첫 열 부호 변화 없음 → 모든 근이 좌반면 → 양의 실수부 갖는 근: 0개
그림에 나타난 논리회로는 어떤 게이트인가? [두 입력을 각각 NOT 후 AND 게이트로 결합]
①
NOT
②
OR
③
NOR
★ 정답
④
NAND
💡 해설 보기
드모르간 법칙: NOT(A)·NOT(B) = NOT(A+B) = NOR 두 입력을 NOT한 후 AND = NOR 게이트
\(G(s)H(s)=\frac{K}{s(s+2)(s+8)}\)로 주어진 계가 있다. 이득 K를 점점 크게 하였을 때 폐루프 극점의 자취가 jω축을 통과하는 순간의 ω[rad/s]는?
①
2.83
②
4.00
★ 정답
③
3.46
④
5.66
💡 해설 보기
특성방정식: s³+10s²+16s+K=0 Routh: s¹행 = (10×16-K)/10 = 0 → K=160 s²행: 10s²+160=0 → s²=-16 → s=±j4 ω=4[rad/s]
제어계의 과도응답에서 감쇠비란?
①
최대 오버슈트를 제2 오버슈트로 나눈 값이다.
②
제2 오버슈트와 최대 오버슈트를 더한 값이다.
③
제2 오버슈트와 최대 오버슈트를 곱한 값이다.
④
제2 오버슈트를 최대 오버슈트로 나눈 값이다.
★ 정답
💡 해설 보기
감쇠비(damping ratio) = 제2 오버슈트/최대(제1) 오버슈트 값이 작을수록 진동이 빨리 감쇠된다.
그림과 같은 회로의 4단자 정수 A는? [직렬 R 다음에 병렬 L]
①
1
②
1/jwL
③
R
④
1+R/jwL
★ 정답
💡 해설 보기
T형 등가회로에서 A = 1 + Z₁/Z₂ Z₁ = R(직렬), Z₂ = jωL(병렬) A = 1 + R/(jωL)
다음 블록선도의 전달함수는? [A→합산(+/-)→G₁→G₂→C, G₃는 C에서 합산점으로 피드백]
①
G₂/(1+G₁G₂G₃)
②
G₁G₂/(1-G₁G₂G₃)
③
G₁/(1-G₁G₂G₃)
④
G₁G₂/(1+G₁G₂G₃)
★ 정답
💡 해설 보기
부의 피드백 폐루프 전달함수: C/A = G₁G₂/(1+G₁G₂G₃)
비례감도가 2, 적분시간이 5[s]인 비례적분 제어부가 있다. 여기에 x(t)=5t인 편차 신호가 들어갔을 때 제어부가 내보내는 y(t)는? (단, 출력의 처음 값은 0이다.)
①
t²+5t
②
5t²+10t
③
t²+10t
★ 정답
④
25t²+10t
💡 해설 보기
PI 제어기: y(t) = Kp×x(t) + (Kp/Ti)∫x(t)dt = 2×5t + (2/5)×∫5t dt = 10t + (2/5)×(5t²/2) = 10t + t² = t²+10t
2차 전달함수가 \(G(s)=\frac{\omega_n^2}{s^2+2\zeta\omega_n s+\omega_n^2}\)인 제어계의 단위 임펄스응답은? (단, ζ=1, ωₙ=1이다.)
①
1-e⁻ᵗ
②
e⁻ᵗ
③
(1/2)t²
④
te⁻ᵗ
★ 정답
💡 해설 보기
ζ=1, ωₙ=1: 임계제동 G(s) = 1/(s+1)² 임펄스응답: g(t) = te⁻ᵗ
대공포의 포신제어에 해당하는 제어방식은?
①
프로그램 제어
②
비율제어
③
정치제어
④
추종제어
★ 정답
💡 해설 보기
추종제어(Follow-up Control): 목표값이 임의로 변하며 제어량이 이를 추종하는 제어 예: 레이더 추적, 대공포 포신제어, 자동항법장치
특성방정식이 s³+2s²+3s+K=0인 제어계가 안정하기 위한 K의 범위는?
①
6<K<0
②
0<K<6
★ 정답
③
K>6
④
K<6
💡 해설 보기
라우스 표를 작성하면 s¹행의 조건에서 (2×3−1×K)/2>0, 즉 K<6이어야 하고, s⁰행에서 K>0이어야 한다. 두 조건을 모두 만족해야 안정하므로 정답은 0<K<6이다.
그림의 블록선도로 표현된 제어시스템에서 단위램프입력에 대한 정상상태오차(정상편차)가 0.01이다. 이 제어시스템의 제어요소 G<sub>C1</sub>(s)의 k는? (G<sub>C1</sub>(s)=K, G<sub>C2</sub>(s)=(1+0.15s)/(1+0.25s), G<sub>P</sub>(s)=200/[s(s+1)(s+2)])
①
100
②
0.1
③
1
★ 정답
④
10
💡 해설 보기
단위 램프입력의 정상편차 \(e_{ss}=1/K_v\). \(K_v=\lim_{s\to0}sG(s)=100K\). \(e_{ss}=1/(100K)=0.01\)로 두면 K=1.
어떤 선형 시스템이 아래 상태방정식으로 기술될 때, e<sup>At</sup>로 정의되는 천이행렬을 구하면? (단, A=[[0,1],[-2,-3]])
①
\(\begin{bmatrix}2e^{-t}-e^{-2t}&-2e^{-t}+2e^{-2t}\\e^{-t}-e^{-2t}&-e^{-t}+2e^{-2t}\end{bmatrix}\)
②
\(\begin{bmatrix}2e^{-t}-e^{-3t}&e^{-t}-e^{-3t}\\-2e^{-t}+2e^{-3t}&-e^{-t}+2e^{-3t}\end{bmatrix}\)
③
\(\begin{bmatrix}2e^{-t}-e^{-2t}&e^{-t}-e^{-2t}\\-2e^{-t}+2e^{-2t}&-e^{-t}+2e^{-2t}\end{bmatrix}\)
★ 정답
④
\(\begin{bmatrix}e^{-t}-e^{-2t}&2e^{-t}-e^{-2t}\\-e^{-t}+2e^{-2t}&-2e^{-t}+2e^{-2t}\end{bmatrix}\)
💡 해설 보기
천이행렬 \(\phi(t)=e^{At}=\mathcal{L}^{-1}[(sI-A)^{-1}]\). 특성근 s=−1, −2이며 역라플라스 변환을 취하면 정답의 행렬이 된다.
그림과 같은 회로는 어떤 논리회로인가? (두 입력 A, B가 다이오드를 통해 결합되어 논리곱(AND) 동작을 수행한 뒤, 트랜지스터에 의해 반전(NOT)되어 출력되는 DTL 구조)
①
NOR 회로
②
OR 회로
③
NAND 회로
★ 정답
④
AND 회로
💡 해설 보기
두 입력 A, B가 다이오드를 통해 결합되어 논리곱(AND) 동작을 수행한 뒤, 그 결과가 트랜지스터에 의해 반전(NOT)되어 출력되는 전형적인 DTL(다이오드-트랜지스터 논리) 구조이다. 다이오드단의 AND와 트랜지스터단의 반전이 결합되어 NAND 논리가 구현된다.
일정 입력에 대해 잔류 편차가 있는 제어계는?
①
적분 제어계
②
비례 적분 미분 제어계
③
비례 제어계
★ 정답
④
비례 적분 제어계
💡 해설 보기
비례(P) 제어 동작만으로는 일정 입력(계단 입력)에 대해 정상상태에서 잔류편차(off-set)가 남는다. 적분(I) 동작이 포함된 제어계(적분, 비례적분, 비례적분미분)는 정상상태 오차를 0으로 만든다.
상의 순서가 a-b-c인 불평형 3상 교류회로에서 각 상의 전류가 Ia=7.28∠15.95°[A], Ib=12.81∠-128.66°[A], Ic=7.21∠123.69°[A]일 때 역상분 전류는 약 몇 A인가?
①
2.51∠96.55°
★ 정답
②
8.95∠-1.14°
③
2.51∠-96.55°
④
8.95∠1.14°
💡 해설 보기
역상분 전류 \(I_2=\dfrac{1}{3}(I_a+a^2 I_b+aI_c)\)를 계산하면 크기 2.51, 위상각은 제2사분면이므로 96.55°가 되어 2.51∠96.55°이다.
특성방정식이 s⁵+s⁴+8s³+6s²+4s+2=0으로 주어졌을 때 불안정한 근의 수는?
💡 해설 보기
라우스 표를 구성하면 제1열이 1, 1, 2, 5, 1.2, 2로 부호 변화 없이 모두 양수가 되므로, s평면 우반부에 위치하는 불안정한 근은 없다. 정답은 0이다.
G(jω)=K/[(1+2jω)(1+jω)]의 이득여유가 20[dB]가 되도록 하는 K의 값은?
💡 해설 보기
이득여유는 위상교차 주파수에서 \(GM=20\log_{10}\dfrac{1}{|G(j\omega)|}\)으로 구한다. 허수부가 0이 되는 조건은 ω=0이고 이때 |G(j0)|=K이다. \(20\log_{10}\dfrac{1}{K}=20\)에서 K=1/10.
제어계의 과도응답에서 감쇠비란?
①
최대 오버슈트를 제2 오버슈트로 나눈 값이다.
②
제2 오버슈트와 최대 오버슈트를 곱한 값이다.
③
제2 오버슈트를 최대 오버슈트로 나눈 값이다.
★ 정답
④
제2 오버슈트와 최대 오버슈트를 더한 값이다.
💡 해설 보기
과도응답에서 감쇠비(decay ratio)는 첫 번째로 나타나는 최대 오버슈트와 그 다음에 나타나는 제2 오버슈트의 비로 정의되며, 감쇠비 = 제2 오버슈트 / 최대 오버슈트이다.
G(jω)=k/[jω(jω+1)]에 대한 나이퀴스트 선도로 옳은 것은?
①
선도①
②
선도②
③
선도③
★ 정답
④
선도④
💡 해설 보기
\(G(j\omega)=k/[j\omega(j\omega+1)]\)의 실수부와 허수부는 각각 \(\text{Re}=-k/(\omega^2+1)\), \(\text{Im}=-k/[\omega(\omega^2+1)]\)로 모든 ω>0에서 궤적이 3사분면에만 존재하며, ω→0에서 발산, ω→∞에서 원점에 수렴하는 형태의 선도이다.
개루프 전달함수가 G(s)=(s+5)/[s(s+2)(s+4)]인 부궤환 제어계에서 단위램프입력에 대한 정상편차는?
①
5/8
②
0
③
8/5
★ 정답
④
무한
💡 해설 보기
단위 램프 입력에 대한 정상편차는 속도편차상수 \(K_v=\lim_{s\to0}sG(s)\)를 이용해 \(e_{ss}=1/K_v\). \(K_v=\lim_{s\to0}\dfrac{s(s+5)}{s(s+2)(s+4)}=\dfrac{5}{8}\)이므로 \(e_{ss}=\dfrac{8}{5}\).
다음의 신호선도를 메이슨의 공식을 이용하여 전달함수를 구하고자 한다. 이 신호선도에서 루프(Loop)는 몇 개인가?
💡 해설 보기
신호선도의 루프는 시작마디로 되돌아오는 폐경로를 뜻한다. 이 선도에는 한 마디에서 자기 자신으로 되돌아오는 자기루프 1개와, 뒤쪽 마디에서 앞쪽 마디로 되돌아가는 피드백 경로가 만드는 루프 1개, 모두 2개의 루프가 있다.
제어시스템의 특성방정식이 s⁴+s³-3s²-s+2=0와 같을 때, 이 특성방정식에서 s 평면의 오른쪽에 위치하는 근은 몇 개인가?
💡 해설 보기
특성방정식 \(s^4+s^3-3s^2-s+2=0\)을 인수분해하면 \((s-1)^2(s+1)(s+2)=0\)이 되어 근은 s=1(중근), s=−1, s=−2이다. s평면의 오른쪽(양의 실수부)에 위치하는 근은 s=1이 두 개이므로 정답은 2이다.
어떤 선형 시스템에서 입력 x(t)와 출력 y(t)가 d²y/dt²+5dy/dt+6y=3dx/dt+2x의 관계를 지킨다. 초기값을 모두 0으로 둘 때 이 시스템의 전달함수는?
①
\(\dfrac{3s+2}{s^2+5s+6}\)
★ 정답
②
\(\dfrac{s^2+5s+6}{3s+2}\)
③
\(\dfrac{2s+3}{s^2+5s+6}\)
④
\(\dfrac{3s+2}{s^2+6s+5}\)
💡 해설 보기
초기값이 모두 0이면 n계 미분은 sⁿ을 곱하는 연산으로 바뀐다. 양변을 옮기면 \((s^2+5s+6)Y(s)=(3s+2)X(s)\)이고, 전달함수 \(G(s)=\dfrac{3s+2}{s^2+5s+6}\).
Routh 안정도 판별법에 의한 방법 중 불안정한 제어계의 특성 방정식은?
①
s³+4s²+5s+2=0
②
s³+3s²+2s+8=0
★ 정답
③
s³+s²+5s+4=0
④
s³+2s²+3s+4=0
💡 해설 보기
3차 특성방정식 s³+As²+Bs+C=0이 안정하려면 모든 계수가 양수이고 AB>C를 만족해야 한다. s³+3s²+2s+8=0은 A=3, B=2, C=8이므로 AB=6<C=8이 되어 불안정하다.
그림의 회로에서 4[Ω]에 흐르는 전류는 몇 [A]인가? (6Ω, 8A 전류원, 7A 전류원, 4Ω, 12Ω이 공통 노드 사이에 병렬 연결된 회로)
①
10
②
7.5
★ 정답
③
5
④
2.5
💡 해설 보기
두 전류원이 모두 중간 노드 M으로 8+7=15[A]를 밀어 넣으므로 \(15=V(1/6+1/4+1/12)=0.5V\)에서 V=30[V], 4Ω에 흐르는 전류는 30/4=7.5[A].
그림의 회로와 동일한 논리소자는? (저항을 통해 전원(+V)에 연결된 공통 컬렉터 노드에 두 트랜지스터(T1, T2)가 병렬로 연결되고, 각 베이스가 입력 X, Y로 구동되는 구조)
①
NAND
②
NOR
★ 정답
③
AND
④
OR
💡 해설 보기
X 또는 Y 중 하나라도 하이(High)이면 해당 트랜지스터가 도통되어 출력이 로우(Low)로 끌려가므로, 이는 X와 Y의 OR을 반전한 NOR 동작에 해당한다.
이산 시스템(Discrete data system)에서의 안정도 해석에 대한 설명 중 옳은 것은?
①
특성방정식의 모든 근이 z 평면의 양의 반평면에 있으면 안정하다.
②
특성방정식의 모든 근이 z 평면의 단위원 내부에 있으면 안정하다.
★ 정답
③
특성방정식의 모든 근이 z 평면의 단위원 외부에 있으면 안정하다.
④
특성방정식의 모든 근이 z 평면의 음의 반평면에 있으면 안정하다.
💡 해설 보기
이산시스템의 안정 조건은 특성방정식의 모든 근이 z평면에서 단위원 내부에 위치하는 것이며, 이는 s평면의 좌반면 조건에 대응한다. 근이 단위원 위나 바깥에 있으면 임계안정 또는 불안정이 된다.
다음의 개루프 전달함수에 대한 근궤적이 실수축에서 이탈하게 되는 분리점은 약 얼마인가? \[G(s)H(s)=\frac{K}{s(s+3)(s+8)},\quad K\geq0\]
①
-0.93
②
-5.74
③
-6.0
④
-1.33
★ 정답
💡 해설 보기
분리점은 \(dK/ds=0\)인 점이므로 \(3s^2+22s+24=0\), s=(-22±√(484-288))/6=(-22±14)/6에서 s=−1.33 또는 s=−6이다. 실수축 위 근궤적은 0과 −3 사이 및 −8의 왼쪽에만 존재하므로 −6은 근궤적 위의 점이 아니다. 따라서 분리점은 s=−1.33이다.
그림의 논리기호가 나타내는 논리식은? (B가 OR 게이트의 입력과 AND 게이트의 입력에 동시에 들어가는 구조)
①
X=A
②
X=B
★ 정답
③
X=A+B
④
\(X=\bar{A}\cdot B+A\cdot\bar{B}\)
💡 해설 보기
그림의 굵은 점은 신호가 갈라지는 분기점이지 부정(NOT)이 아니므로, B는 그대로 OR 게이트의 입력과 AND 게이트의 입력에 동시에 들어간다. OR 게이트의 출력은 A+B이며 이를 B와 AND 연산하면 흡수법칙에 의해 X=(A+B)·B=B가 된다.
그림과 같은 회로에서 4[Ω]에 흐르는 전류[A]는? [6Ω과 7A 전류원 병렬, 12Ω, 8A 전류원, 4Ω으로 구성된 회로]
①
10
②
2.5
③
7.5
★ 정답
④
5
💡 해설 보기
8[A]와 7[A] 두 전류원이 한 마디로 합쳐져 15[A]가 유입되고, 이 마디는 6Ω, 12Ω, 4Ω 세 저항이 병렬로 반대쪽 노드에 연결된다.
병렬 합성저항: \(\left(\dfrac{1}{6}+\dfrac{1}{12}+\dfrac{1}{4}\right)^{-1} = 2\,[\Omega]\), 마디전압: \(15\times2 = 30\,[V]\)
4Ω에 흐르는 전류: \(30/4 = 7.5\,[A]\)
비정현파 전류 \(i(t) = 56\sin\omega t + 25\sin2\omega t + 30\sin(3\omega t+30°) + 40\sin(4\omega t+60°)\)로 주어질 때, 왜형률은 얼마인가?
①
1.4
②
0.5
③
1.0
★ 정답
④
0.1
💡 해설 보기
왜형률(THD)은 기본파를 제외한 고조파 실효값의 합을 기본파 크기로 나눈 값이다.
\(THD = \dfrac{\sqrt{25^2+30^2+40^2}}{56} = \dfrac{\sqrt{3125}}{56} \approx 1.0\)
전류 \(\sqrt{2}I\sin(\omega t+\theta)\)[A]와 기전력 \(\sqrt{2}V\cos(\omega t-\varnothing)\)[V] 사이의 위상차는?
①
\(\dfrac{\pi}{2}-(\varnothing-\theta)\)
②
\(\dfrac{\pi}{2}+(\varnothing+\theta)\)
③
\(\dfrac{\pi}{2}-(\varnothing+\theta)\)
★ 정답
④
\(\dfrac{\pi}{2}+(\varnothing-\theta)\)
💡 해설 보기
기전력의 코사인 표현을 사인으로 바꾸면 \(\sqrt{2}V\cos(\omega t-\varnothing) = \sqrt{2}V\sin\left(\omega t - \varnothing + \dfrac{\pi}{2}\right)\)
전류의 위상이 \(\omega t+\theta\)이므로 위상차는 \(\left(\dfrac{\pi}{2}-\varnothing\right)-\theta = \dfrac{\pi}{2}-(\varnothing+\theta)\)
전압 \(v(t) = 14.14\sin\omega t + 7.07\sin\left(3\omega t + \dfrac{\pi}{6}\right)\)[V]의 실효값은 약 몇 V인가?
①
15.8
②
21.2
③
11.2
★ 정답
④
3.87
💡 해설 보기
비정현파의 실효값은 각 고조파 실효값의 제곱합의 제곱근이다.
기본파 실효값: \(14.14/\sqrt{2} = 10\,[V]\), 3고조파 실효값: \(7.07/\sqrt{2} = 5\,[V]\)
전체 실효값: \(\sqrt{10^2+5^2} = \sqrt{125} \approx 11.2\,[V]\)
그림의 대칭 T회로의 일반 4단자 정수가 다음과 같다. A=D=1.2, B=44[Ω], C=0.01[U]일 때, 임피던스 Z[Ω]의 값은?
①
44
②
1.2
③
20
★ 정답
④
12
💡 해설 보기
대칭 T회로의 4단자정수는 \(A = D = 1+ZY\), \(B = Z(2+ZY)\), \(C = Y\)의 관계를 갖는다.
\(C = Y = 0.01\), \(A = 1.2\)이므로 \(1.2 = 1 + Z\times0.01\)에서 \(Z = 20\,[\Omega]\)
논리식 \(L = \bar{x}\cdot\bar{y} + \bar{x}\cdot y + x\cdot y\)를 간략화한 것은?
①
\(\bar{x}+y\)
★ 정답
②
\(x+\bar{y}\)
③
\(x+y\)
④
\(\bar{x}+\bar{y}\)
💡 해설 보기
앞의 두 항을 \(\bar{x}\)로 묶으면 \(L = \bar{x}(\bar{y}+y)+xy = \bar{x}+xy\)
분배법칙: \(\bar{x}+xy = (\bar{x}+x)(\bar{x}+y) = \bar{x}+y\)
다음과 같은 특성 방정식의 근궤적 가지수는? \[s(s+1)(s+2)+K(s+3)=0\]
💡 해설 보기
근궤적의 가지수는 개루프 전달함수의 극점 개수와 같다. 특성방정식에서 극은 \(s(s+1)(s+2) = 0\)의 근 3개, 영점은 \(s = -3\) 1개이므로, 극의 개수인 3 이 근궤적의 가지수가 된다.
평행 2선식 급전선에 100[MHz]의 정현파 전압을 인가하였다. 이 선로를 따르는 전파의 속도가 \(3\times10^8\)[m/s]라면 위상정수 \(\beta\)[rad/m]의 값에 가장 가까운 것은?
①
\(\dfrac{2}{3}\pi\)
★ 정답
②
\(\dfrac{\pi}{3}\)
③
\(\dfrac{3}{2\pi}\)
④
\(\dfrac{4}{3}\pi\)
💡 해설 보기
위상정수 \(\beta = \dfrac{\omega}{v} = \dfrac{2\pi f}{v} = \dfrac{2\pi\times100\times10^6}{3\times10^8} = \dfrac{2}{3}\pi \approx 2.09\,[\text{rad/m}]\)
그림과 같은 3상 Y결선 불평형 회로에서 전원은 3상 평형전압 \(E_1, E_2, E_3\)이고 부하는 \(Y_1, Y_2, Y_3\)일 때, 전원의 중성점과 부하의 중성점 사이의 전위차를 나타내는 식은?
①
\(\dfrac{Y_1E_1+Y_2E_2+Y_3E_3}{Y_1Y_2Y_3}\)
②
\(\dfrac{Y_1E_1-Y_2E_2-Y_3E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}\)
③
\(\dfrac{Y_1E_1+Y_2E_2+Y_3E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}\)
★ 정답
④
\(\dfrac{Y_1E_1-Y_2E_2-Y_3E_3}{Y_1Y_2Y_3}\)
💡 해설 보기
밀만의 정리에 의해 전원의 중성점과 부하의 중성점 사이의 전위차는
\(V_{NN'} = \dfrac{Y_1E_1+Y_2E_2+Y_3E_3}{Y_1+Y_2+Y_3}\)
특성임피던스 \(Z_0 = 400[\Omega]\)인 선로의 말단에 1200[Ω]의 부하가 연결되어 있다. 전원측에서 20[kV]의 전압을 인가할 때 반사파의 크기[kV]는? (단, 선로에서의 전압 감쇠는 없는 것으로 간주한다.)
💡 해설 보기
반사계수 \(\rho = \dfrac{Z_L-Z_0}{Z_L+Z_0} = \dfrac{1200-400}{1200+400} = 0.5\)
반사파 크기: \(20\times0.5 = 10\,[kV]\)
보드 선도의 이득 교차점에서 위상각 선도가 -180°축의 상부에 있을 때 이 계의 안정 여부는?
①
불안정하다
②
안정하다
★ 정답
③
판정 불능이다
④
임계 안정이다
💡 해설 보기
이득 교차점에서 위상이 -180°보다 위쪽(더 큰 값)에 있으면 위상여유가 양(+)이 되어 계는 안정 하다.
그림과 같은 블록선도의 등가 전달함수를 구하면?
①
\(\dfrac{10}{23}\)
②
\(\dfrac{10}{9}\)
★ 정답
③
\(\dfrac{10}{13}\)
④
\(\dfrac{10}{15}\)
💡 해설 보기
안쪽 되먹임 루프(이득 1×2와 궤환 1)를 정리하면 픽오프점의 신호는 \(N = \dfrac{2}{3}e_1\)이 되고, 바깥쪽 궤환(이득 3 지점에서 픽오프, 궤환 1)에서 \(e_1 = R - 3N\)의 관계를 얻는다.
출력은 이득 3과 2 경로의 합인 \(C = 5N\)이므로 두 식을 연립하면 \(N = \dfrac{2}{9}R\), 따라서 \(C(s)/R(s) = 5\times\dfrac{2}{9} = \dfrac{10}{9}\)
블록선도에서 전달함수 \(C(s)/R(s)\)는?
①
\(\dfrac{1}{1+G(s)H(s)}\)
②
\(\dfrac{G(s)}{1+H(s)}\)
★ 정답
③
\(\dfrac{1}{1+H(s)}\)
④
\(\dfrac{G(s)}{1+G(s)H(s)}\)
💡 해설 보기
블록선도에서 \(R(s)\)는 \(G(s)\)를 거쳐 가합점에 (+)로 들어가고, 가합점 출력 \(C(s)\)의 일부가 \(H(s)\)를 거쳐 다시 가합점에 (-)로 피드백된다.
따라서 \(C(s) = G(s)R(s) - H(s)C(s)\)이므로 \(\dfrac{C(s)}{R(s)} = \dfrac{G(s)}{1+H(s)}\)
자동제어의 추치 제어에 속하지 않는 것은?
①
추종제어
②
프로세스 제어
★ 정답
③
비율제어
④
프로그램제어
💡 해설 보기
추치제어는 목표값이 시간에 따라 변하는 제어를 말하며 추종제어, 비율제어, 프로그램제어가 이에 속한다. 프로세스 제어 는 목표값의 성질이 아니라 제어량(온도, 압력, 유량 등 공정량)의 종류로 분류되는 정치제어의 한 형태이므로 추치제어에 속하지 않는다.
상태방정식 \(\dot{X} = AX + BU\)에서 \(A = \begin{bmatrix} 0 & 1 \\ -2 & -3 \end{bmatrix}\), \(B = \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix}\)일 때, 이 시스템의 고유값은?
①
-2, -3
②
-1, -2
★ 정답
③
1, 2
④
2, 3
💡 해설 보기
고유값은 특성방정식 \(\det(A-\lambda I)=0\)의 해이다. \(\lambda^2+3\lambda+2 = (\lambda+1)(\lambda+2) = 0\)이므로 \(\lambda = -1, -2\)
저항 500[Ω]과 정전용량 100[μF]이 직렬로 접속된 회로에 시각 t=0에서 직류 20[V]를 가하였다. 콘덴서에 초기 전하가 없다고 할 때 t=0.1초에서 회로에 흐르는 전류의 크기[mA]는 약 얼마인가?
①
약 5.41
★ 정답
②
약 14.7
③
약 24.3
④
약 40.0
💡 해설 보기
시정수 \(\tau = RC = 500\times100\times10^{-6} = 0.05\,[s]\)
전압을 가한 직후의 전류: \(I_0 = 20/500 = 40\,[mA]\)
\(i(t) = I_0 e^{-t/\tau}\)이므로 \(t=0.1\,[s]\)에서 \(40\times e^{-2} \approx 5.41\,[mA]\)
특성방정식 \(s^3 + 3s^2 + 2s + K = 0\)으로 표시되는 계통이 안정되려면 K의 범위는?
①
K < -2
②
0 < K < 6
★ 정답
③
K > 6
④
K > 6, K < 0
💡 해설 보기
라우스표를 작성하면 \(s^3\)행은 (1, 2), \(s^2\)행은 (3, K), \(s^1\)행은 \(\dfrac{6-K}{3}\), \(s^0\)행은 K가 된다. 안정하려면 제1열이 모두 양수여야 하므로 K > 0이고 \(\dfrac{6-K}{3} > 0\)에서 K < 6, 즉 0 < K < 6 이다.
다음 회로는 무엇을 나타내는가? [두 전환 스위치 A, B로 램프 X 하나를 제어하는 회로로, 두 스위치의 상태가 같을 때와 다를 때 램프의 점등 여부가 서로 반대로 나타난다.]
①
NAND
②
EX-OR
★ 정답
③
AND
④
NOR
💡 해설 보기
두 입력의 상태가 다를 때만 출력이 나오는 배타적 논리합의 동작과 같으므로 EX-OR 이다.
다음과 같은 상태방정식으로 표현되는 제어시스템의 특성방정식의 근(s₁, s₂)은? \[\begin{bmatrix}\dot{x}_1 \\ \dot{x}_2\end{bmatrix} = \begin{bmatrix}0 & 1 \\ -2 & -3\end{bmatrix}\begin{bmatrix}x_1 \\ x_2\end{bmatrix} + \begin{bmatrix}1 \\ 0\end{bmatrix}u\]
①
-2, -3
②
-1, -2
★ 정답
③
-1, -3
④
1, -3
💡 해설 보기
특성방정식 \(|sI - A| = 0\)에서 \(s(s+3)-(-1)(2) = s^2+3s+2 = (s+1)(s+2) = 0\)
따라서 근은 \(s_1 = -1\), \(s_2 = -2\)이다.
그림과 같은 이산치 제어계 블록선도의 전달함수는?
①
\(\dfrac{G(z)}{1-G(z)}\)
②
\(\dfrac{G(z)}{1+G(z)}\)
★ 정답
③
G(z)+1
④
G(z)
💡 해설 보기
그림의 블록선도는 입력과 출력 사이에 음(-)의 되먹임이 걸린 단위 부궤환 이산치 제어계이므로, 폐루프 전달함수는 \(\dfrac{C(z)}{R(z)} = \dfrac{G(z)}{1+G(z)}\)