Scheda di esercizi di Risposta al gradino con soluzioni

Scheda di esercizi di Risposta al gradino gratuita e stampabile: 6 esercizi dal livello facile a quello d’esame, con le soluzioni. Stampala o salvala come PDF.

Per i docenti: gratuita da stampare, copiare e usare in classe. Ogni nuova scheda ha nuovi valori e le sue soluzioni. Un link a ExamProblems nella pagina del corso è molto apprezzato.

Nome: ____________________   Data: ____________

1.Facile
t (s)y(t)5t = ?50 %

Un sistema del primo ordine G(s) = 0,5/(2,5s + 1) riceve un ingresso a gradino di ampiezza 10 a t = 0, partendo da fermo. Quanto tempo impiega l’uscita a raggiungere il 50 % del suo valore finale? Trova t.

G(s) = 0,5/(2,5s + 1)U = 1050 %
t = s
2.Facile
t (s)y(t)1001 s70

Un gradino viene applicato a un processo del primo ordine a t = 0. L’uscita parte da 0 e si assesta a 100. A t = 1 s vale 70. Trova la costante di tempo τ.

y(∞) = 100y(1) = 70
τ = s
3.Media
t (s)y(t)0,5

Un sistema ha funzione di trasferimento G(s) = 23,5/(s² + 5s + 47) e riceve un ingresso a gradino unitario. Trova il fattore di smorzamento ζ.

G(s) = 23,5/(s² + 5s + 47)
ζ =
4.Media
t (s)y(t)0,5tp​ = ?

Un sistema ha funzione di trasferimento G(s) = 41/(s² + 14s + 82) e riceve un ingresso a gradino unitario. Trova il tempo di picco tp della risposta al gradino.

G(s) = 41/(s² + 14s + 82)
tp = s
5.Difficile
+−12 VR = 268 ΩL = 50 mHC = 1 µFvC​

Un circuito RLC serie con R = 268 Ω, L = 50 mH e C = 1 µF è collegato a un gradino da 12 V a t = 0. Il condensatore è scarico e prima del gradino non circola corrente. Trova la sovraelongazione percentuale %OS della tensione del condensatore.

R = 268 ΩL = 50 mHC = 1 µFV = 12 V
%OS = %
6.Difficile
R(s)+160s(s + 6)G(s)C(s)−

Un anello di retroazione negativa unitaria ha G(s) = 160/(s(s + 6)). Trova il tempo di assestamento al 2 % ts della risposta al gradino ad anello chiuso, usando ts ≈ 4/(ζωₙ).

G(s) = 160/(s(s + 6))
ts = s

Soluzioni

  1. 1. t = 1,733 s
  2. 2. τ = 0,8306 s
  3. 3. ζ = 0,3647
  4. 4. tp = 0,5469 s
  5. 5. %OS = 9,521 %
  6. 6. ts = 1,333 s

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