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
+−10 VR = 100 kΩC = 2,2 µFvC​

Un condensatore scarico C = 2,2 µF viene caricato da un generatore a gradino da 10 V attraverso un resistore R = 100 kΩ. Quanto tempo dopo la chiusura dell’interruttore la tensione del condensatore raggiunge il 95 % del suo valore finale? Trova t in ms.

R = 100 kΩC = 2,2 µFV = 10 V95 %
t = ms
2.Facile
+−12 VR = 1 kΩC = 100 µFvC​

Un condensatore scarico C = 100 µF viene caricato da un generatore a gradino da 12 V attraverso un resistore R = 1 kΩ. Trova il tempo di salita 10–90 % tr della tensione del condensatore, in ms.

R = 1 kΩC = 100 µFV = 12 V
tr = ms
3.Media
t (s)y(t)1

Un sistema ha funzione di trasferimento G(s) = 81/(s² + 9s + 81) e riceve un ingresso a gradino unitario. I poli sono s = σ ± jωd. Trova la parte reale σ.

G(s) = 81/(s² + 9s + 81)
σ =
4.Media
t (s)y(t)3

Un sistema ha funzione di trasferimento G(s) = 108/(s² + 8s + 36) e riceve un ingresso a gradino unitario. Trova il fattore di smorzamento ζ.

G(s) = 108/(s² + 8s + 36)
ζ =
5.Difficile
k = 2000 N/mc = 54 N·s/mm = 1 kgF = 100 Nx(t)

Una massa m = 1 kg è appesa a una molla k = 2000 N/m con uno smorzatore viscoso c = 54 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F). In equilibrio a riposo, viene applicata improvvisamente una forza costante F = 100 N. Trova la sovraelongazione percentuale %OS dello spostamento.

m = 1 kgk = 2000 N/mc = 54 N·s/mF = 100 N
%OS = %
6.Difficile
R(s)+145s(s + 16)G(s)C(s)−

Un anello di retroazione negativa unitaria ha G(s) = 145/(s(s + 16)). Trova il tempo di assestamento al 2 % ts della risposta al gradino ad anello chiuso, usando ts ≈ 4/(ζωₙ).

G(s) = 145/(s(s + 16))
ts = s

Soluzioni

  1. 1. t = 659,1 ms
  2. 2. tr = 219,7 ms
  3. 3. σ = −4,5
  4. 4. ζ = 0,6667
  5. 5. %OS = 9,262 %
  6. 6. ts = 0,5 s

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