Arbeitsblatt Sprungantwort mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Sprungantwort zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
t (s)y(t)0,5t = ?98 %

Ein System erster Ordnung G(s) = 0,25/(s + 0,5) erhält bei t = 0 einen Eingangssprung der Größe 1, ausgehend von der Ruhe. Wie lange braucht der Ausgang, um 98 % seines Endwerts zu erreichen? Bestimme t.

G(s) = 0,25/(s + 0,5)U = 198 %
t = s
2.Leicht
t (s)y(t)2t = ?99 %

Ein System erster Ordnung G(s) = 2/(2s + 1) erhält bei t = 0 einen Eingangssprung der Größe 1, ausgehend von der Ruhe. Wie lange braucht der Ausgang, um 99 % seines Endwerts zu erreichen? Bestimme t.

G(s) = 2/(2s + 1)U = 199 %
t = s
3.Mittel
t (s)y(t)3

Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 93/(s² + 6s + 31) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Die Pole sind s = σ ± jωd. Bestimme den Realteil σ.

G(s) = 93/(s² + 6s + 31)
σ =
4.Mittel
t (s)y(t)1ts​ = ?

Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 16/(s² + 5s + 16) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Bestimme die 2-%-Ausregelzeit ts der Sprungantwort mit ts ≈ 4/(ζωₙ).

G(s) = 16/(s² + 5s + 16)
ts = s
5.Schwer
R(s)+Ks(s + 10)G(s)C(s)−

Ein Regelkreis mit Einheits-Gegenkopplung hat G(s) = K/(s(s + 10)). Bestimme die Verstärkung K, die eine Sprungantwort mit 2 % Überschwingen ergibt.

G(s) = K/(s(s + 10))%OS = 2 %
K =
6.Schwer
+−10 VR = 18 ΩL = 200 mHC = 100 µFvC​

Ein Reihen-RLC-Kreis mit R = 18 Ω, L = 200 mH und C = 100 µF wird bei t = 0 an einen Sprung von 10 V angeschlossen. Der Kondensator ist ungeladen, und vor dem Sprung fließt kein Strom. Bestimme die ungedämpfte Eigenkreisfrequenz ωn in rad/s.

R = 18 ΩL = 200 mHC = 100 µFV = 10 V
ωn = rad/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. t = 7,824 s
  2. 2. t = 9,21 s
  3. 3. σ = −3
  4. 4. ts = 1,6 s
  5. 5. K = 41,12
  6. 6. ωn = 223,6 rad/s

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