Ein System erster Ordnung G(s) = 5/(2s + 1) erhält bei t = 0 einen Eingangssprung der Größe 5, ausgehend von der Ruhe. Bestimme den Endwert y(∞) des Ausgangs.
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 2 ein. Bei t = 3 s zeigt er 0,6. Bestimme die Zeitkonstante τ.
Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 183/(s² + 10s + 61) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Bestimme die Eigenkreisfrequenz ωn in rad/s.
Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 87/(s² + 14s + 87) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Bestimme die Überschwingzeit tp der Sprungantwort.
Eine Masse m = 10 kg hängt an einer Feder k = 500 N/m mit einem viskosen Dämpfer c = 21 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F). In der Gleichgewichtslage in Ruhe wird plötzlich eine konstante Kraft F = 50 N aufgebracht. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Ein Reihen-RLC-Kreis mit R = 55 Ω, L = 10 mH und C = 4,7 µF wird bei t = 0 an einen Sprung von 12 V angeschlossen. Der Kondensator ist ungeladen, und vor dem Sprung fließt kein Strom. Bestimme die maximale Kondensatorspannung vC,max.
Lösungsschlüssel
- 1. y(∞) = 25
- 2. τ = 8,411 s
- 3. ωn = 7,81 rad/s
- 4. tp = 0,5096 s
- 5. ζ = 0,1485
- 6. vC,max = 13,16 V
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