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f(t) = u(t-a)-u(t-b) 식으로 표시되는 구형파의 라플라스… | [철도신호기사 필기] 05년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 05년 1회차
f(t) = u(t-a)-u(t-b) 식으로 표시되는 구형파의 라플라스는?
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해설

단위계단 함수의 시간추이 성질을 그대로 적용하면 F(s)=1s(e−as−e−bs)F(s)=\dfrac{1}{s}\left(e^{-as}-e^{-bs}\right) 이다.

기본 변환은 L{u(t)}=1s\mathcal{L}\{u(t)\}=\dfrac{1}{s} 이고, 시간추이 정리 L{f(t−a)u(t−a)}=e−asF(s)\mathcal{L}\{f(t-a)u(t-a)\}=e^{-as}F(s) 에 의해 L{u(t−a)}=1se−as\mathcal{L}\{u(t-a)\}=\dfrac{1}{s}e^{-as}, L{u(t−b)}=1se−bs\mathcal{L}\{u(t-b)\}=\dfrac{1}{s}e^{-bs} 가 된다.

두 항을 빼면 F(s)=e−as−e−bssF(s)=\dfrac{e^{-as}-e^{-bs}}{s} 로, t=a에서 올라갔다가 t=b에서 내려오는 폭 (b-a)의 구형파를 나타낸다.

  • 지수 부호가 양(+)인 형태는 시간축을 앞으로 당긴 꼴이라 t=a 이후에만 존재하는 파형을 표현하지 못한다.
  • 분모가 s2s^{2} 인 형태는 계단파가 아니라 램프(경사) 함수의 변환이다.

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