Grundlagen der Regelungstechnik

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?

  1. AÜberschwingen und Schwingungsperiode bleiben gleich, nur die Ausregelzeit wird kürzer
  2. BDie Ausregelzeit bleibt etwa gleich, während das Überschwingen größer und die Schwingungsperiode kürzer wird
  3. CDas Überschwingen wird kleiner, die Schwingungsperiode länger und auch die Ausregelzeit länger
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Antwort: B. Die Ausregelzeit bleibt etwa gleich, während das Überschwingen größer und die Schwingungsperiode kürzer wird

Die Schwingung der Antwort klingt innerhalb einer Einhüllenden e^(−σt) ab, daher wird die Ausregelzeit durch etwa 4/σ bestimmt und bleibt bei gleichem σ nahezu unverändert. Das Überschwingen beträgt exp(−πσ/ωd) und wächst mit ωd. Erhöht man zum Beispiel bei σ = 2 die Größe ωd von 2 auf 4, steigt das Überschwingen von etwa 4,3 % auf etwa 21 %, und die Schwingungsperiode 2π/ωd sinkt von etwa 3,1 s auf etwa 1,6 s. Ist θ der Winkel zwischen der negativen reellen Achse und der Verbindungslinie vom Ursprung zum Pol in der s-Ebene, gilt ζ = cos θ; je größer θ, desto kleiner der Dämpfungsgrad.

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