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그림과 같은 응답을 보이는 시간함수에 대한 라플라스 함수는? | [화공기사 필기] 17년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 17년 3회차
그림과 같은 응답을 보이는 시간함수에 대한 라플라스 함수는?
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해설

그림의 응답에 대한 라플라스 함수는 1e10ss2\dfrac{1-e^{-10s}}{s^2} 이다.

그림은 t=0 부터 기울기 1로 직선 상승해 t=10 에서 x=10 에 도달한 뒤 계속 10 으로 유지되는 형태다. 두 램프의 차로 쓰면 x(t)=tu(t)(t10)u(t10)x(t)=t\,u(t)-(t-10)\,u(t-10) 이다.

램프의 변환 L[t]=1s2\mathcal{L}[t]=\dfrac{1}{s^2} 에 시간지연 정리를 적용하면
X(s)=1s2e10ss2=1e10ss2X(s)=\dfrac{1}{s^2}-\dfrac{e^{-10s}}{s^2}=\dfrac{1-e^{-10s}}{s^2}

여기에 10e10ss10\dfrac{e^{-10s}}{s} 를 더한 형태는 t=10 이후 값이 20 이 되어 그림과 어긋나고, 분자가 1010 인 형태는 기울기가 10 이 되어 맞지 않는다.

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