Ingenieurwissenschaften Steuerungstechnik – Grundlagen
Karteikarten zum Thema „Ingenieurwissenschaften“ · 14 Karten · von atrio. Beispiele: Was unterscheidet einen Regelkreis von einem Steuerkreis? · Welche vier …
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14 KartenWas unterscheidet einen Regelkreis von einem Steuerkreis?
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Ein Regelkreis führt die geregelte Größe kontinuierlich mit dem Sollwert zurück und bildet die Differenz; ein Steuerkreis wirkt nur vorwärts ohne Rückführung der Istgröße.
Welche vier Grundelemente enthält jeder Regelkreis?
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Regler, Regelstrecke, Messglied (Sensor) und Rückführglied bilden den geschlossenen Kreis; Störgrößen wirken additiv auf die Regelstrecke ein.
Wie lautet die Übertragungsfunktion eines PT1-Glieds?
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G(s) = K / (T·s + 1) mit Verstärkung K und Zeitkonstante T; Sprungantwort steigt exponentiell auf Endwert K an.
Was bewirkt der I-Anteil in einem PID-Regler?
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Der Integralanteil eliminiert den stationären Regelabweichung (Null-Fehler) durch Aufsummieren der Abweichung über die Zeit.
Wann ist ein lineares zeitinvariantes System BIBO-stabil?
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Wenn alle Pole der Übertragungsfunktion im linken halben s-Ebenen (Re(s) < 0) liegen; rechte Halbebene bedeutet Instabilität.
Was zeigt ein Bode-Diagramm?
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Frequenzgang als Betrag in dB und Phase in Grad über logarithmischer Frequenzachse; ermöglicht Abschätzung von Stabilitätsreserven.
Wie definiert man Phasenreserve im Bode-Diagramm?
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Differenz zwischen Phasenwinkel bei der Durchtrittsfrequenz (|G| = 0 dB) und –180°; typisch > 45° für robuste Regelung.
Was besagt das Nyquist-Stabilitätskriterium?
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Z = P – N: Zahl der instabilen Nullstellen der geschlossenen Schleife gleich Zahl instabiler Polstellen der offenen Schleife minus gegenläufige Umkreisungen des Punkts –1.
Wie berechnet man die Anstiegszeit t_r eines PT2-Glieds?
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Für Dämpfung 0 < D < 1 gilt t_r ≈ (π – arctan(√(1–D²)/D)) / (ω₀·√(1–D²)); ω₀ ist Eigenfrequenz.
Was ist der stationäre Regelabweichung bei Sprungeingang für Systemtyp 1?
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Null, da ein Integrator in der offenen Schleife (Pol bei s = 0) unendliche DC-Verstärkung liefert und Abweichung gegen null treibt.
Welche Kenngrößen charakterisieren die Sprungantwort eines PT2-Glieds?
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Überschwingen, Anstiegszeit, Einschwingzeit, Eigenfrequenz ω₀ und Dämpfungsgrad D bestimmen das dynamische Verhalten vollständig.
Wie wirkt sich ein Totzeitglied auf die Regelbarkeit aus?
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Totzeit T_t fügt Phasenversatz –ω·T_t ohne Betragsänderung hinzu; begrenzt erreichbare Bandbreite und verschlechtert Stabilität stark.
Was versteht man unter Ziegler-Nichols-Reglerauslegung?
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Heuristisches Verfahren: Kritische Verstärkung K_krit und Schwingdauer T_krit am Stabilitätsrand ermitteln, dann P-, PI- oder PID-Parameter nach Tabellen setzen.
Wie unterdrückt ein Regelkreis Störgrößen am Streckeneingang?
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Durch hohe Schleifenverstärkung im Niedrigfrequenzbereich; Empfindlichkeitsfunktion S = 1/(1+L) quantifiziert Störauswirkung – je kleiner S, desto bessere Unterdrückung.