Arbeitsblatt Blockschaltbilder mit Lösungen

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1.Leicht
R(s)+5GC(s)0,04H+

Ein Verstärker mit der Verstärkung G = 5 hat eine Mitkopplung über einen Pfad mit der Verstärkung H = 0,04 (das Rückführsignal wird am Summationspunkt addiert). Bestimme die Verstärkung T = C/R des geschlossenen Kreises.

G = 5H = 0,04Mitkopplung
T =
2.Leicht
R(s)+2G₁1G₂C(s)0,05H−

Im Blockschaltbild liegen im Vorwärtspfad die Verstärkungen G₁ = 2 und G₂ = 1 in Reihe, und der Gegenkopplungspfad hat die Verstärkung H = 0,05. Bestimme die Gesamtverstärkung T = C/R.

G₁ = 2G₂ = 1H = 0,05
T =
3.Mittel
R(s)+Ks(s + 4)G(s)C(s)−

Die Strecke G(s) = K/(s(s + 4)) liegt in einem Regelkreis mit Einheits-Gegenkopplung. Bestimme die Verstärkung K, für die der geschlossene Kreis aperiodisch gedämpft ist (aperiodischer Grenzfall, zwei gleiche reelle Pole).

G(s) = K/(s(s + 4))Einheits-Gegenkopplung
K =
4.Mittel
R(s)+28s + 4G(s)C(s)0,1H−

Eine Strecke G(s) = 28/(s + 4) wird in einem Gegenkopplungskreis geregelt, dessen Sensor die Verstärkung H = 0,1 hat. Bestimme die Zeitkonstante τ des geschlossenen Kreises.

G(s) = 28/(s + 4)H = 0,1
τ = s
5.Schwer
R(s)+Ks(s + 7)(s + 10)G(s)C(s)−

Die Strecke G(s) = K/(s(s + 7)(s + 10)) liegt in einem Regelkreis mit Einheits-Gegenkopplung. Bestimme mit dem Routh-Hurwitz-Kriterium die größte Verstärkung Kmax, für die der geschlossene Kreis stabil ist.

G(s) = K/(s(s + 7)(s + 10))Einheits-Gegenkopplung
Kmax =
6.Schwer
R(s)+78s(s + 7)G(s)C(s)2H−

Die Strecke G(s) = 78/(s(s + 7)) liegt in einem Gegenkopplungskreis mit der Sensorverstärkung H = 2. Die Pole des geschlossenen Kreises sind komplex. Bestimme ihren Imaginärteil ωd (den positiven Wert) in rad/s.

G(s) = 78/(s(s + 7))H = 2
ωd = rad/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. T = 6,25
  2. 2. T = 1,818
  3. 3. K = 4
  4. 4. τ = 0,1471 s
  5. 5. Kmax = 1190
  6. 6. ωd = 11,99 rad/s

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