Ein System erster Ordnung G(s) = 5/(4s + 1) erhält bei t = 0 einen Eingangssprung der Größe 1, ausgehend von der Ruhe. Wie lange braucht der Ausgang, um 50 % seines Endwerts zu erreichen? Bestimme t.
Arbeitsblatt Sprungantwort mit Lösungen
Ein ungeladener Kondensator C = 100 µF wird von einer Sprungquelle mit 9 V über einen Widerstand R = 4,7 kΩ geladen. Wie lange nach dem Schließen des Schalters erreicht die Kondensatorspannung 75 % ihres Endwerts? Bestimme t in ms.
Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 7/(s² + 3s + 7) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 23/(s² + 3s + 46) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Bestimme die Eigenkreisfrequenz ωn in rad/s.
Eine Masse m = 4 kg hängt an einer Feder k = 2000 N/m mit einem viskosen Dämpfer c = 36 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F). In der Gleichgewichtslage in Ruhe wird plötzlich eine konstante Kraft F = 100 N aufgebracht. Bestimme den Zeitpunkt tp, zu dem die Auslenkung am größten ist.
Ein Regelkreis mit Einheits-Gegenkopplung hat G(s) = K/(s(s + 6)). Bestimme die Verstärkung K, die eine Sprungantwort mit 15 % Überschwingen ergibt.
Lösungsschlüssel
- 1. t = 2,773 s
- 2. t = 651,6 ms
- 3. ζ = 0,5669
- 4. ωn = 6,782 rad/s
- 5. tp = 0,1434 s
- 6. K = 33,68
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