다음 중 서보기구에 있어서의 제어량은?
- 유량
- 위치
- 주파수
- 전압
정답과 해설 보기
정답 ② · 문제는 서보 기구에서의 제어량이 무엇인지 묻고 있다. 서보 시스템은 명령 신호를 따라 출력축의 위치나 각도를 정밀하게 제어하는 것이 목적이므로 제어량은 위치가 된다.
서보 시스템의 제어 대상은 모터의 회전 각도나 축의 위치를 정밀하게 조정하는 것이므로 위치가 정답이다.
개념 한 쪽
제어 계의 분류는 제어 대상의 성격에 따라 달라진다. 온도·압력·유량 등 연속적으로 변하는 공정 변수는 프로세스 제어의 대상이고, 위치·방위·자세 같은 기계적 변위는 서보 계의 대상이다. 문제에서는 제어 대상의 단서를 보고 제어 계의 종류를 판단해야 한다.
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출제기준 단원 「입력용변환기」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 서보의 제어량 판별 | 1 | 서보 시스템에서 제어 대상으로 적합한 물리량을 가리기 |
| 공정 변수 판별 | 1 | 온도·유량·압력 등 연속적 공정 변수가 프로세스 제어 대상임을 고르기 |
| 서보 정의·특징 선택 | 1 | 서보 기구의 추종성과 제어 대상 정의를 묻기 |
제어 공학에서는 제어 대상의 종류에 따라 제어 방식과 특징을 구별한다. 공정 변수인 온도, 압력, 유량, 수위, 농도 등은 연속적인 물리량으로서 이를 일정하게 유지하거나 조절하는 것을 프로세스 제어라 정의한다. 프로세스 제어는 물질의 이동이나 열 전달 등 물리적 지연이 있어 응답속도가 늦은 특성을 보이는 경우가 많다.
반면 물체의 위치, 방위, 자세와 같은 기계적 변위는 서보 메커니즘 또는 서보 기구의 전형적인 제어량이다. 서보 계는 입력값의 변화에 대해 목표값을 정밀하게 추종하도록 설계되며, 위치·속도·가속도 등의 기계적 양을 제어하는 것이 핵심이다.
문제 풀이에서는 제어 대상의 연속성 여부와 목적(추종성 또는 유지성)을 구분하는 것이 중요하다. '연속적인 상태량'이라는 표현이 나오면 프로세스 제어로 연결하고, '기계적 변위'·'추종'·'고속'이라는 단서가 나오면 서보 계로 연결한다.
서보 기구의 일반적 특징을 묻는 문항은 신호 처리 방식의 기술적 구현과 혼동하지 않도록 주의한다. 전통적 정의 관점에서는 아날로그 연속 제어의 성격을 강조하는 경우가 있으며, 디지털 신호의 채용 여부는 구현 방식의 차이에 해당하므로 정의상의 핵심 특징으로 보기 어렵다.
문제에서 '온도와 압력을 일정하게 유지'라는 단서가 있으면 프로세스 제어를 선택한다. 반대로 '목표 각도를 빠르게 따라간다'는 단서가 있으면 서보 기구를 선택한다. 서보 관련 보기에서 위치를 묻는 문항에는 위치가 정답이 되며, 공정제어 관련 보기에서 방위는 오답이 된다.
다음 중 서보기구에 있어서의 제어량은?
정답 ② · 문제는 서보 기구에서의 제어량이 무엇인지 묻고 있다. 서보 시스템은 명령 신호를 따라 출력축의 위치나 각도를 정밀하게 제어하는 것이 목적이므로 제어량은 위치가 된다.
서보 시스템의 제어 대상은 모터의 회전 각도나 축의 위치를 정밀하게 조정하는 것이므로 위치가 정답이다.
온도, 유량, 압력 등의 상태량을 제어량으로 하는 제어계는?
정답 ① · 문항은 온도·유량·압력 같은 상태량을 제어량으로 하는 제어계를 묻고 있다. 이러한 연속적 공정 변수를 제어하는 시스템은 프로세스제어에 해당한다.
온도, 유량, 압력 등 공정 변수를 제어하는 시스템은 프로세스 제어이며, 이는 연속적인 물리량을 다루는 핵심 개념이다.
서보기구에서 제어량은?
정답 ④ · 문항은 서보기구에서의 제어량이 무엇인지 묻고 있다. 서보 시스템은 외란이나 지령에 따라 출력 기계량을 정밀하게 추종하도록 설계되며 대표적인 제어 대상은 위치, 속도, 가속도 등 기계적 변수이다.
서보 시스템은 위치, 속도, 가속도 등 기계적 양을 정밀하게 제어하는 시스템입니다.
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