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1[전자기사 필기] 20년 2회차
어떤 선형시스템의 전달함수가 문제 이미지 일 때, 이 시스템의 단위계단 응답(unit-step response)은?
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해설

단위계단 입력의 출력을 부분분수로 역변환하면 13(1−e−3t)\dfrac{1}{3}\left(1-e^{-3t}\right)이다.

전달함수 Y(s)X(s)=1s+3\dfrac{Y(s)}{X(s)}=\dfrac{1}{s+3}, 단위계단 X(s)=1sX(s)=\dfrac{1}{s}
Y(s)=1s(s+3)=13(1s−1s+3)Y(s)=\dfrac{1}{s(s+3)}=\dfrac{1}{3}\left(\dfrac{1}{s}-\dfrac{1}{s+3}\right)
y(t)=13(1−e−3t)y(t)=\dfrac{1}{3}\left(1-e^{-3t}\right)

  • e3te^{3t} 보기는 계산값과 다르다.
  • e−3te^{-3t} 보기는 임펄스 응답에 해당하여 계단 응답이 아니다.
  • 13(1−e3t)\dfrac{1}{3}\left(1-e^{3t}\right) 보기는 지수의 부호가 달라 계산값과 다르다.

극점이 s = −3 이므로 응답은 시간에 따라 감쇠해 최종값 13\dfrac{1}{3}에 수렴한다.

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