Ingenieurwissenschaften Regelungstechnik – Grundlagen
Karteikarten zum Thema „Ingenieurwissenschaften“ · 15 Karten · von atrio. Beispiele: Was unterscheidet einen Regelkreis von einem Steuerkreis? · Wie lautet d…
Karten
15 KartenWas unterscheidet einen Regelkreis von einem Steuerkreis?
Rückseite
Im Regelkreis wird die Regelgröße kontinuierlich gemessen, mit dem Sollwert verglichen und die Abweichung zurückgeführt; im Steuerkreis fehlt die Rückführung.
Wie lautet die Übertragungsfunktion eines PT1-Glieds?
Rückseite
G(s) = K / (T·s + 1) mit Verstärkung K und Zeitkonstante T; Sprungantwort steigt exponentiell auf K an.
Welche drei Anteile hat ein PID-Regler und wie wirken sie?
Rückseite
P-Anteil reagiert auf aktuellen Fehler, I-Anteil eliminiert bleibenden Fehler durch Integration, D-Anteil dämpft durch Vorhersage der Fehleränderung.
Was besagt das Routh-Hurwitz-Kriterium?
Rückseite
Ein lineares System ist asymptotisch stabil, wenn alle Koeffizienten des charakteristischen Polynoms positiv sind und alle Elemente der ersten Spalte des Routh-Schemas positiv sind.
Wie definiert sich die Phasenreserve im Bode-Diagramm?
Rückseite
Differenz zwischen -180° und der Phasenkurve an der Überschwingfrequenz (wo Betrag 0 dB beträgt); Maß für relative Stabilität.
Was ist der stationäre Fehler bei einer Sprungfunktion für Systeme vom Typ 0, 1, 2?
Rückseite
Typ 0: endlicher Fehler 1/(1+Kp); Typ 1: Fehler = 0; Typ 2: Fehler = 0; Kp = Grenzverstärkung für s→0.
Welche Kenngrößen beschreiben die Sprungantwort im Zeitbereich?
Rückseite
Anstiegszeit tr (10–90%), Einschwinkzeit ts (Eintritt in ±2%-Band), Überschwingen ümax, Einschwingzeit, stationärer Endwert.
Wie wirkt sich eine Nullstelle im Zähler der Übertragungsfunktion auf die Sprungantwort aus?
Rückseite
Nullstellen im linken Halbebenen beschleunigen die Antwort und erhöhen das Überschwingen; rechtsseitige Nullstellen (nicht-minimalphasig) verursachen initiales Entgegenwirken.
Was ist der Wurzelort (Root Locus) und wofür wird er genutzt?
Rückseite
Darstellung der Polwanderung im s-Ebene bei Variation der Schleifenverstärkung K; zeigt Stabilitätsgrenzen und ermöglicht Polvorgabe.
Wann ist ein Zustandsspace-Modell vollständig steuerbar?
Rückseite
Wenn die Steuerbarkeitsmatrix Q = [B, AB, A²B, ..., Aⁿ⁻¹B] vollen Rang n hat; alle Eigenwerte können durch Zustandsrückführung beliebig platziert werden.
Wie bestimmt man die Parameter nach Ziegler-Nichols (Schwingungsverfahren)?
Rückseite
Erhöhe Kp bis zum Stabilitätsrand (Kkrit, Tkrit); setze dann Kp=0,6·Kkrit, Tn=0,5·Tkrit, Tv=0,125·Tkrit für PID-Regler.
Was beschreibt die Amplitudenreserve (Gain Margin)?
Rückseite
Faktor, um den die Schleifenverstärkung bei Phasenübergang (-180°) erhöht werden darf, bevor das System instabil wird; in dB: 20·log(1/|G(jω)|).
Wie lautet die Übertragungsfunktion einer PT2-Schwingungsglied in Polform?
Rückseite
G(s) = K·ω₀² / (s² + 2·D·ω₀·s + ω₀²) mit Eigenkreisfrequenz ω₀ und Dämpfungsgrad D; D<1: unterdämpft, D=1: kritisch, D>1: überdämpft.
Was ist der Unterschied zwischen Störgrößen- und Führungsverhalten?
Rückseite
Führungsverhalten: Reaktion auf Sollwertänderung (über geschlossenen Regelkreis); Störverhalten: Reaktion auf Laständerung (Eingang der Regelstrecke), oft mit anderen Übertragungsfunktionen.
Wie berechnet man die Bandbreite eines Regelkreises?
Rückseite
Frequenz, bei der der Betrag der geschlossenen Übertragungsfunktion auf -3 dB (≈ 1/√2) des Tiefpasswertes absinkt; Maß für Schnelligkeit.