Ein System erster Ordnung G(s) = 2/(s + 1) erhält bei t = 0 einen Eingangssprung der Größe 1, ausgehend von der Ruhe. Bestimme den Ausgang y(3) bei t = 3 s.
Arbeitsblatt Sprungantwort mit Lösungen
Ein System erster Ordnung G(s) = 20/(s + 20) erhält bei t = 0 einen Eingangssprung der Größe 5, ausgehend von der Ruhe. Bestimme den Ausgang y(0,075) bei t = 0,075 s.
Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 132/(s² + 10s + 44) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Bestimme die 2-%-Ausregelzeit ts der Sprungantwort mit ts ≈ 4/(ζωₙ).
Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 62/(s² + 3s + 62) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Bestimme die Eigenkreisfrequenz ωn in rad/s.
Eine Masse m = 0,5 kg hängt an einer Feder k = 500 N/m mit einem viskosen Dämpfer c = 19 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F). In der Gleichgewichtslage in Ruhe wird plötzlich eine konstante Kraft F = 50 N aufgebracht. Bestimme den Zeitpunkt tp, zu dem die Auslenkung am größten ist.
Ein Regelkreis mit Einheits-Gegenkopplung hat G(s) = K/(s(s + 16)). Bestimme die Verstärkung K, die eine Sprungantwort mit 5 % Überschwingen ergibt.
Lösungsschlüssel
- 1. y(3) = 1,9
- 2. y(0.075) = 3,884
- 3. ts = 0,8 s
- 4. ωn = 7,874 rad/s
- 5. tp = 0,1243 s
- 6. K = 134,4
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