Grundlagen der Regelungstechnik

Auf ein PT2-Glied (Normalform ohne Nullstellen) mit dem Dämpfungsgrad ζ = 0,5 wird ein Sprung gegeben. Welcher Wert liegt dem Überschwingen (der maximalen Überschreitung des Endwerts, bezogen auf den Endwert) am nächsten?

  1. AEtwa 16 %
  2. BEtwa 21 %
  3. C50 %
Antwort und Erläuterung anzeigen

Antwort: A. Etwa 16 %

Das Überschwingen eines PT2-Glieds in Normalform beträgt exp(−πζ/√(1 − ζ²)) und hängt nicht von der Eigenkreisfrequenz ωn ab. Für ζ = 0,5 ergibt sich exp(−π × 0,5/√0,75) ≈ exp(−1,81) ≈ 0,163, also etwa 16 %. Für ζ ≈ 0,707 (1/√2) sind es etwa 4,3 %, ein Wert, der oft als Richtwert für eine Antwort mit geringer Überschreitung dient. Die maximale Überschreitung tritt zum Zeitpunkt π/ωd auf, mit ωd = ωn√(1 − ζ²).

Dieses Thema üben Zur Themenseite

Weitere Fragen zu Grundlagen der Regelungstechnik

  1. Wie groß ist die Ausregelzeit, bis die Sprungantwort des Systems mit der Übertragungsfunktion G(s) = 25/(s² + 4s + 25) innerhalb von ±2 % des Endwerts bleibt, geschätzt mit der Näherung ts ≈ 4/(ζωn)?
  2. Ein PT2-Glied ohne Nullstellen hat seine Pole bei s = −σ ± jωd. Welche Aussage beschreibt richtig, wie sich die Sprungantwort ändert, wenn nur ωd vergrößert und σ beibehalten wird?
  3. In einem System mit Einheitsrückführung ist die Übertragungsfunktion im Vorwärtszweig G(s) = 9/(1 + 2s). Wie groß ist die bleibende Regelabweichung bei einem Sollwertsprung der Höhe 1?
  4. In einem System mit Einheitsrückführung und stabilem geschlossenem Kreis enthält die Übertragungsfunktion G(s) im Vorwärtszweig einen Integrator 1/s (ein System vom Typ 1). Welche Aussage zur bleibenden Regelabweichung ist richtig?
  5. Welche Bedingung muss ein zeitkontinuierliches lineares System erfüllen, damit es stabil ist (seine Impulsantwort also mit der Zeit gegen 0 geht)?

Vergleiche zu diesem Thema