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)5t = ?50 %

Ein System erster Ordnung G(s) = 0,5/(2,5s + 1) erhält bei t = 0 einen Eingangssprung der Größe 10, ausgehend von der Ruhe. Wie lange braucht der Ausgang, um 50 % seines Endwerts zu erreichen? Bestimme t.

G(s) = 0,5/(2,5s + 1)U = 1050 %
t = s
2.Leicht
t (s)y(t)1001 s70

Auf einen Prozess erster Ordnung wird bei t = 0 ein Sprung gegeben. Der Ausgang beginnt bei 0 und stellt sich auf 100 ein. Bei t = 1 s zeigt er 70. Bestimme die Zeitkonstante τ.

y(∞) = 100y(1) = 70
τ = s
3.Mittel
t (s)y(t)0,5

Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 23,5/(s² + 5s + 47) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.

G(s) = 23,5/(s² + 5s + 47)
ζ =
4.Mittel
t (s)y(t)0,5tp​ = ?

Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 41/(s² + 14s + 82) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Bestimme die Überschwingzeit tp der Sprungantwort.

G(s) = 41/(s² + 14s + 82)
tp = s
5.Schwer
+−12 VR = 268 ΩL = 50 mHC = 1 µFvC​

Ein Reihen-RLC-Kreis mit R = 268 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 das prozentuale Überschwingen %OS der Kondensatorspannung.

R = 268 ΩL = 50 mHC = 1 µFV = 12 V
%OS = %
6.Schwer
R(s)+160s(s + 6)G(s)C(s)−

Ein Regelkreis mit Einheits-Gegenkopplung hat G(s) = 160/(s(s + 6)). Bestimme die 2-%-Ausregelzeit ts der Sprungantwort des geschlossenen Kreises mit ts ≈ 4/(ζωₙ).

G(s) = 160/(s(s + 6))
ts = s

Lösungsschlüssel

  1. 1. t = 1,733 s
  2. 2. τ = 0,8306 s
  3. 3. ζ = 0,3647
  4. 4. tp = 0,5469 s
  5. 5. %OS = 9,521 %
  6. 6. ts = 1,333 s

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