Arbeitsblatt Blockschaltbilder mit Lösungen

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1.Leicht
R(s)+12GC(s)0,04H+

Ein Verstärker mit der Verstärkung G = 12 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 = 12H = 0,04Mitkopplung
T =
2.Leicht
R(s)+3s + 7G(s)C(s)−

Eine Strecke G(s) = 3/(s + 7) liegt in einem Regelkreis mit Einheits-Gegenkopplung. Bestimme die Zeitkonstante τ des geschlossenen Kreises.

G(s) = 3/(s + 7)Einheits-Gegenkopplung
τ = s
3.Mittel
R(s)+K(s + 5)(s + 11)G(s)C(s)−

Die Strecke G(s) = K/((s + 5)(s + 11)) 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 + 5)(s + 11))Einheits-Gegenkopplung
K =
4.Mittel
R(s)+4K+9s + 3G(s)C(s)3H₁−−

Die Strecke G(s) = 9/(s + 3) hat eine innere (unterlagerte) Gegenkopplung mit der Verstärkung H₁ = 3. Eine Reglerverstärkung K = 4 und eine äußere Einheits-Gegenkopplung schließen das System. Bestimme den Pol p des geschlossenen Kreises.

G(s) = 9/(s + 3)H₁ = 3K = 4
p =
5.Schwer
R(s)+26s(s + 5)G(s)C(s)0,5H−

Die Strecke G(s) = 26/(s(s + 5)) liegt in einem Gegenkopplungskreis mit der Sensorverstärkung H = 0,5. Die Pole des geschlossenen Kreises sind komplex. Bestimme ihren Imaginärteil ωd (den positiven Wert) in rad/s.

G(s) = 26/(s(s + 5))H = 0,5
ωd = rad/s
6.Schwer
R(s)+K(s + 4)(s + 6)(s + 8)G(s)C(s)−

Die Strecke G(s) = K/((s + 4)(s + 6)(s + 8)) liegt in einem Regelkreis mit Einheits-Gegenkopplung. Bei der größten stabilen Verstärkung schwingt der Kreis. Bestimme die Schwingfrequenz ω in rad/s.

G(s) = K/((s + 4)(s + 6)(s + 8))Einheits-Gegenkopplung
ω = rad/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. T = 23,08
  2. 2. τ = 0,1 s
  3. 3. K = 9
  4. 4. p = −66
  5. 5. ωd = 2,598 rad/s
  6. 6. ω = 10,2 rad/s

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