Ein System erster Ordnung G(s) = 0,5/(s + 0,5) erhält bei t = 0 einen Eingangssprung der Größe 20, ausgehend von der Ruhe. Bestimme den Endwert y(∞) des Ausgangs.
Arbeitsblatt Sprungantwort mit Lösungen
Ein ungeladener Kondensator C = 4,7 µF wird von einer Sprungquelle mit 5 V über einen Widerstand R = 1 kΩ geladen. Bestimme die 10–90-%-Anstiegszeit tr der Kondensatorspannung in ms.
Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 33/(s² + 7s + 33) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Bestimme die 2-%-Ausregelzeit ts der Sprungantwort mit ts ≈ 4/(ζωₙ).
Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 27/(s² + 4s + 27) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Die Pole sind s = σ ± jωd. Bestimme den Realteil σ.
Die Sprungantwort eines Systems zweiter Ordnung ohne Nullstellen zeigt 20 % Überschwingen, und das erste Maximum tritt bei t = 0,5 s auf. Bestimme die Eigenkreisfrequenz ωn.
Ein Reihen-RLC-Kreis mit R = 134 Ω, L = 50 mH und C = 1 µF wird bei t = 0 an einen Sprung von 12 V angeschlossen. Der Kondensator ist ungeladen, und vor dem Sprung fließt kein Strom. Bestimme die maximale Kondensatorspannung vC,max.
Lösungsschlüssel
- 1. y(∞) = 20
- 2. tr = 10,33 ms
- 3. ts = 1,143 s
- 4. σ = −2
- 5. ωn = 7,06 rad/s
- 6. vC,max = 16,47 V
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