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f(t)=ke-at의 z 변환은? | [전기기사 필기] 15년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전기기사 필기] 15년 2회차
f(t)=ke-at의 z 변환은?
1
Kzz−e−at\dfrac{Kz}{z-e^{-at}}
2
Kzz+e−at\dfrac{Kz}{z+e^{-at}}
3
zz−Ke−at\dfrac{z}{z-Ke^{-at}}
4
zz+Ke−at\dfrac{z}{z+Ke^{-at}}
해설

z변환은 t=nTt=nT에서 표본화한 값으로 만든 급수 F(z)=∑n=0∞f(nT)z−nF(z)=\sum_{n=0}^{\infty}f(nT)z^{-n} 이다.
표본값이 f(nT)=Ke−anTf(nT)=Ke^{-anT} 이므로
F(z)=∑n=0∞Ke−anTz−n=K∑n=0∞(e−aTz)nF(z)=\sum_{n=0}^{\infty}Ke^{-anT}z^{-n}=K\sum_{n=0}^{\infty}\left(\dfrac{e^{-aT}}{z}\right)^{n}
공비가 e−aTz\dfrac{e^{-aT}}{z} 인 무한등비급수이므로
F(z)=K1−e−aTz−1=Kzz−e−aTF(z)=\dfrac{K}{1-e^{-aT}z^{-1}}=\dfrac{Kz}{z-e^{-aT}}
보기의 표기를 따르면 Kzz−e−at\dfrac{Kz}{z-e^{-at}} 이다.
지수항은 분모에서 zz와 빼기로 결합하고, 상수 KK는 급수 전체의 공통인수이므로 분자에 곱해진다. 라플라스 변환 Ks+a\dfrac{K}{s+a}가 극점 s=−as=-a를 갖는 것에 대응해, z평면에서는 극점이 z=e−aTz=e^{-aT}에 놓인다.

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