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F(z)=\dfrac{(1-e^{-aT})z}{(z-1)(z-e^{-a… | [철도신호기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 22년 1회차
F(z)=(1−e−aT)z(z−1)(z−e−aT)F(z)=\dfrac{(1-e^{-aT})z}{(z-1)(z-e^{-aT})} 의 역 z 변환은?
1
t·e-at
2
at·e-at
3
1+e-at
4
1-e-at
해설

부분분수로 나누면 계단항과 지수항만 남아 역 z 변환은 1 − e−at 다.

z를 하나 떼어내고 나누면 F(z)z=1−e−aT(z−1)(z−e−aT)=1z−1−1z−e−aT\dfrac{F(z)}{z}=\dfrac{1-e^{-aT}}{(z-1)(z-e^{-aT})}=\dfrac{1}{z-1}-\dfrac{1}{z-e^{-aT}}

양변에 z를 다시 곱하면 F(z)=zz−1−zz−e−aTF(z)=\dfrac{z}{z-1}-\dfrac{z}{z-e^{-aT}} 이고, 기본 변환쌍 zz−1↔1\dfrac{z}{z-1}\leftrightarrow 1, zz−e−aT↔e−anT\dfrac{z}{z-e^{-aT}}\leftrightarrow e^{-anT} 를 적용한다.

따라서 f(nT)=1−e−anTf(nT)=1-e^{-anT}, 연속시간으로 쓰면 f(t)=1−e−atf(t)=1-e^{-at} 로 0에서 출발해 1로 수렴하는 지수 응답 이 된다. 분자의 (1−e−aT)(1-e^{-aT}) 는 두 극점의 유수 차이를 맞춰 주는 계수일 뿐이라 시간함수에는 남지 않는다.

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