Ein ungeladener Kondensator C = 4,7 µF wird von einer Sprungquelle mit 5 V über einen Widerstand R = 10 kΩ geladen. Bestimme die 10–90-%-Anstiegszeit tr der Kondensatorspannung in ms.
Arbeitsblatt Sprungantwort mit Lösungen
Ein ungeladener Kondensator C = 10 µF wird von einer Sprungquelle mit 5 V über einen Widerstand R = 22 kΩ geladen. Bestimme die 10–90-%-Anstiegszeit tr der Kondensatorspannung in ms.
Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 9,5/(s² + 4s + 19) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Bestimme das prozentuale Überschwingen %OS der Sprungantwort.
Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 138/(s² + 4s + 46) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Die Pole sind s = σ ± jωd. Bestimme den Realteil σ.
Eine Masse m = 0,5 kg hängt an einer Feder k = 200 N/m mit einem viskosen Dämpfer c = 3 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F). In der Gleichgewichtslage in Ruhe wird plötzlich eine konstante Kraft F = 5 N aufgebracht. Bestimme den Zeitpunkt tp, zu dem die Auslenkung am größten ist.
Die Sprungantwort eines Systems zweiter Ordnung ohne Nullstellen zeigt 40 % Überschwingen, und das erste Maximum tritt bei t = 1 s auf. Bestimme die Eigenkreisfrequenz ωn.
Lösungsschlüssel
- 1. tr = 103,3 ms
- 2. tr = 483,4 ms
- 3. %OS = 19,74 %
- 4. σ = −2
- 5. tp = 0,1589 s
- 6. ωn = 3,272 rad/s
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