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단위계단함수의 라플라스변환과 z변환함수는? | [전기기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기기사 필기] 18년 1회차
단위계단함수의 라플라스변환과 z변환함수는?
1
1s, zz−1\dfrac{1}{s},\ \dfrac{z}{z-1}
2
s, zz−1s,\ \dfrac{z}{z-1}
3
1s, z−1z\dfrac{1}{s},\ \dfrac{z-1}{z}
4
s, z−1zs,\ \dfrac{z-1}{z}
해설

라플라스 변환
단위계단함수 u(t)=1 (t≥0)u(t)=1\ (t\ge0)이므로 정의식에 그대로 넣는다.
F(s)=∫0∞1⋅e−stdt=[−1se−st]0∞=1sF(s)=\int_0^{\infty}1\cdot e^{-st}dt=\left[-\dfrac{1}{s}e^{-st}\right]_0^{\infty}=\dfrac{1}{s}
z 변환
샘플값이 모두 1이므로
F(z)=∑k=0∞1⋅z−k=1+z−1+z−2+⋯F(z)=\sum_{k=0}^{\infty}1\cdot z^{-k}=1+z^{-1}+z^{-2}+\cdots
공비 z−1z^{-1}인 무한등비급수이고 ∣z∣>1|z|>1에서 수렴하므로
F(z)=11−z−1=zz−1F(z)=\dfrac{1}{1-z^{-1}}=\dfrac{z}{z-1}
따라서 1s\dfrac{1}{s}와 zz−1\dfrac{z}{z-1}이다.
ss는 단위계단이 아니라 미분(임펄스 계열)에 대응하는 형태이고, z−1z\dfrac{z-1}{z}은 위 결과의 역수이므로 맞지 않는다.

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