Ein System erster Ordnung G(s) = 0,5/(2,5s + 1) erhält bei t = 0 einen Eingangssprung der Größe 2, ausgehend von der Ruhe. Bestimme den Ausgang y(1,75) bei t = 1,75 s.
Arbeitsblatt Sprungantwort mit Lösungen
Ein ungeladener Kondensator C = 1 µF wird von einer Sprungquelle mit 24 V über einen Widerstand R = 22 kΩ geladen. Wie lange nach dem Schließen des Schalters erreicht die Kondensatorspannung 99 % ihres Endwerts? Bestimme t in ms.
Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 150/(s² + 6s + 75) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Bestimme das prozentuale Überschwingen %OS der Sprungantwort.
Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 22/(s² + s + 11) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Bestimme die 2-%-Ausregelzeit ts der Sprungantwort mit ts ≈ 4/(ζωₙ).
Ein Reihen-RLC-Kreis mit R = 57 Ω, L = 50 mH und C = 10 µF wird bei t = 0 an einen Sprung von 5 V angeschlossen. Der Kondensator ist ungeladen, und vor dem Sprung fließt kein Strom. Bestimme die maximale Kondensatorspannung vC,max.
Eine Masse m = 5 kg hängt an einer Feder k = 5000 N/m mit einem viskosen Dämpfer c = 158 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F). In der Gleichgewichtslage in Ruhe wird plötzlich eine konstante Kraft F = 25 N aufgebracht. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Lösungsschlüssel
- 1. y(1.75) = 0,5034
- 2. t = 101,3 ms
- 3. %OS = 31,35 %
- 4. ts = 8 s
- 5. vC,max = 6,253 V
- 6. ζ = 0,4996
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