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어떤 제어계에 단위 계단입력을 가하였더니 출력이 1-e-2t로 나타났다… | [철도신호기사 필기] 14년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 14년 1회차
어떤 제어계에 단위 계단입력을 가하였더니 출력이 1-e-2t로 나타났다. 이 계의 전달함수는?
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해설

전달함수는 G(s)=2s+2G(s)=\dfrac{2}{s+2} 이다.

단위 계단입력이므로 R(s)=1sR(s)=\dfrac{1}{s} 이고, 출력 c(t)=1−e−2tc(t)=1-e^{-2t} 를 라플라스 변환하면 C(s)=1s−1s+2=2s(s+2)C(s)=\dfrac{1}{s}-\dfrac{1}{s+2}=\dfrac{2}{s(s+2)} 이다.

전달함수는 출력과 입력의 비이므로
G(s)=C(s)R(s)=2s(s+2)×s=2s+2G(s)=\dfrac{C(s)}{R(s)}=\dfrac{2}{s(s+2)}\times s=\dfrac{2}{s+2} 이다.

여기서 2s(s+2)\dfrac{2}{s(s+2)} 는 입력의 1/s 이 이미 곱해진 출력 자체여서 전달함수가 될 수 없고, 분자를 1 로 둔 식은 최종값 정리로 확인하면 c(∞)=0.5c(\infty)=0.5 가 되어 주어진 출력의 최종값 1 과 어긋난다.

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