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전달 함수는 선형 시불변(LTI) 시스템의 분석 및 설계에서 기본적인 개념입니다. 이는 시스템이 주파수 영역에서 다양한 입력에 어떻게 반응하는지 이해하는 간결한 방법을 제공합니다. 이는 시스템 동역학을 설명하는 시역 미분 방정식과 더 쉬운 조작 및 분석을 용이하게 하는 주파수 영역 표현 사이의 다리 역할을 합니다.

전달 함수를 도출하기 위해 다음과 같은 형태의 일반적인 n차 선형 시불변 미분 방정식을 고려합니다.

Equation1

여기서 c(t)는 출력이고 r(t)는 입력이며 a_i와 b_i는 상수 계수입니다. 모든 초기 조건이 0이라고 가정하고 양쪽에 라플라스 변환을 적용하면 미분 방정식을 복소 주파수 변수인 s에 대한 대수 방정식으로 변환할 수 있습니다. 용어를 재배열하면 다음과 같습니다.

Equation2

전달 함수 H(s)는 출력 C(s)와 입력 R(s)의 비율로 정의됩니다.

Equation3

이 표현식은 전달 함수가 s의 유리 함수임을 보여줍니다. 분자는 입력 계수로 형성된 다항식이고 분모는 미분 방정식의 특성 다항식입니다.

이 전달 함수는 시스템의 출력 c(t)가 주파수 영역에서 입력 r(t)에 어떻게 반응하는지 나타냅니다. 전달 함수는 왼쪽에 입력 R(s), 오른쪽에 출력 C(s), 블록 내부에 전달 함수 H(s)가 있는 블록 다이어그램으로 표현할 수 있습니다. 이 시각화는 특히 더 복잡한 시스템을 다룰 때 시스템 동작을 이해하고 분석하는 것을 간소화합니다.

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Transfer FunctionControl SystemsLinear Time invariantLTI SystemsFrequency DomainTime domain Differential EquationsLaplace TransformAlgebraic EquationComplex Frequency VariableRational FunctionOutput ResponseInput ResponseBlock DiagramSystem Dynamics

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