Ein ungeladener Kondensator C = 47 µF wird von einer Sprungquelle mit 5 V über einen Widerstand R = 100 kΩ geladen. Bestimme die 10–90-%-Anstiegszeit tr der Kondensatorspannung in ms.
Arbeitsblatt Sprungantwort mit Lösungen
Ein ungeladener Kondensator C = 22 µF wird von einer Sprungquelle mit 10 V über einen Widerstand R = 1 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) = 42/(s² + 7s + 21) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Ein System hat die Übertragungsfunktion G(s) = 60/(s² + 4s + 60) und erhält einen Einheitssprung am Eingang. Die Pole sind s = σ ± jωd. Bestimme den Realteil σ.
Ein Regelkreis mit Einheits-Gegenkopplung hat G(s) = K/(s(s + 10)). Bestimme die Verstärkung K, die eine Sprungantwort mit 15 % Überschwingen ergibt.
Eine Masse m = 0,5 kg hängt an einer Feder k = 800 N/m mit einem viskosen Dämpfer c = 20 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.
Lösungsschlüssel
- 1. tr = 10327 ms
- 2. t = 101,3 ms
- 3. ζ = 0,7638
- 4. σ = −2
- 5. K = 93,56
- 6. tp = 0,09069 s
Vollständige Schritt-für-Schritt-Lösungen: Übe dieses Thema auf examproblems.com.