Ein System erster Ordnung G(s) = 12/(s + 4) erhält bei t = 0 einen Eingangssprung der Größe 2, ausgehend von der Ruhe. Wie lange braucht der Ausgang, um 90 % seines Endwerts zu erreichen? Bestimme t.
Arbeitsblatt Sprungantwort mit Lösungen
Auf einen Prozess erster Ordnung wird bei t = 0 ein Sprung gegeben. Der Ausgang beginnt bei 0 und stellt sich auf 20 ein. Bei t = 3 s zeigt er 16. Bestimme die Zeitkonstante τ.
Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 54/(s² + 2s + 54) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 66/(s² + 8s + 33) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Die Pole sind s = σ ± jωd. Bestimme den Realteil σ.
Eine Masse m = 4 kg hängt an einer Feder k = 5000 N/m mit einem viskosen Dämpfer c = 42 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F). In der Gleichgewichtslage in Ruhe wird plötzlich eine konstante Kraft F = 20 N aufgebracht. Bestimme das prozentuale Überschwingen %OS der Auslenkung.
Eine Masse m = 8 kg hängt an einer Feder k = 5000 N/m mit einem viskosen Dämpfer c = 120 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F). In der Gleichgewichtslage in Ruhe wird plötzlich eine konstante Kraft F = 10 N aufgebracht. Bestimme das prozentuale Überschwingen %OS der Auslenkung.
Lösungsschlüssel
- 1. t = 0,5756 s
- 2. τ = 1,864 s
- 3. ζ = 0,1361
- 4. σ = −4
- 5. %OS = 62,39 %
- 6. %OS = 37,23 %
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