Analyse von Regelkreisen: Online-Quiz für Regelungstechnik

Question 1

Welches Kriterium ist ein hinreichendes Stabilitätskriterium zur Beurteilung der Stabilität kontinuierlicher Regelkreise?

Accepted Answer

Hurwitz-Kriterium

Answer

Nyquist-Kriterium

Answer

Bode-Diagramm

Answer

Sprungantwort

Question 2

Welche Aussage zum Frequenzgang eines Regelkreises ist korrekt?

Accepted Answer

Die Phase des Frequenzgangs nimmt mit steigender Frequenz ab.

Answer

Der Betrag des Frequenzgangs nimmt mit steigender Frequenz zu.

Answer

Der Betrag des Frequenzgangs bleibt konstant.

Answer

Die Phase des Frequenzgangs ist bei allen Frequenzen gleich Null.

Question 3

Welche Methode zur Analyse von Regelkreisen verwendet das Nyquist-Diagramm?

Accepted Answer

Nyquist-Kriterium

Answer

Bode-Diagramm

Answer

Wurzelortskurve

Answer

Sprungantwort

Question 4

Welcher Vorteil ergibt sich aus der Verwendung eines PID-Reglers im Vergleich zu P- oder PI-Reglern?

Accepted Answer

Verbesserte Störfestigkeit

Answer

Größere Regelabweichung

Answer

Erhöhte Grenzfrequenz

Answer

Geringere Regeldynamik

Question 5

Wann gilt ein Regelkreis als instabil?

Accepted Answer

Wenn die Phase um mehr als 180° verschoben ist.

Answer

Wenn der Kreisverstärkungsfaktor größer als Eins ist.

Answer

Wenn die Dämpfung größer als Eins ist.

Answer

Wenn die Grenzfrequenz zu niedrig ist.

Question 6

Welche Aussage zur Sprungantwort eines Regelkreises ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Eine höhere Verstärkung führt zu einer verringerten Überschwingweite.

Answer

Die Sprungantwort zeigt das Einschwingverhalten.

Answer

Die Anstiegszeit gibt die Zeit bis zum stationären Wert an.

Answer

Bei einer aperiodischen Sprungantwort ist die Regelabweichung ungleich Null.

Question 7

Vergleichen Sie die Vor- und Nachteile einer PI-Regelung im Vergleich zu einer P-Regelung. Erläutern Sie Ihre Antwort.

Accepted Answer

PI-Regelung: Verbesserte Störfestigkeit durch Integration, aber längere Einschwingzeit.

Accepted Answer

P-Regelung: Schnellere Reaktion durch direkte Proportionalität, aber geringere Störfestigkeit.

Answer

PI-Regelung: Verbesserte Störfestigkeit und schnellere Reaktion.

Answer

P-Regelung: Langsamere Reaktion und verbesserte Störfestigkeit.

Question 8

Welche Sprungantwort eines Regelkreises weist eine monoton wachsende Annäherung an den Sollwert auf?

Accepted Answer

Aperiodisch

Answer

Kritisch gedämpft

Answer

Überdämpft

Answer

Unterdämpft

Question 9

Welche Methode wird verwendet, um die Stabilität eines Regelkreises zu analysieren, wenn die Übertragungsfunktion des offenen Regelkreises nicht bekannt ist?

Accepted Answer

Popov Kriterium

Answer

Root Locus Verfahren

Answer

Bode Diagramm

Answer

Nyquist Kriterium

Question 10

Welche Größe gibt das Verhältnis zwischen Ausgangs- und Eingangsgröße im eingeschwungenen Zustand an?

Accepted Answer

Regelgüte

Answer

Regeldifferenz

Answer

Stellgröße

Answer

Störgröße

Question 11

Welche Art von Regler wird eingesetzt, wenn die Regelstrecke einen Integrator enthält?

Accepted Answer

PI-Regler

Answer

P-Regler

Answer

PD-Regler

Answer

PID-Regler

Question 12

Welche Aussage über den Bode-Plot eines PD-Reglers ist falsch?

Accepted Answer

Der Amplitudengang hat eine Resonanzstelle.

Answer

Der Amplitudengang fällt bei niedrigen Frequenzen mit -20 dB/Dekade ab.

Answer

Der Phasengang steigt bei hohen Frequenzen auf -90° an.

Answer

Der Phasengang weist einen Phasenvorlauf auf.

Question 13

Welcher der folgenden Frequenzgänge ist charakteristisch für ein unterdämpftes System?

Accepted Answer

Eine Spitze in der Betragskennlinie

Answer

Ein Abfall der Betragskennlinie bei hohen Frequenzen

Answer

Ein Anstieg der Betragskennlinie bei hohen Frequenzen

Answer

Ein Abfall der Phasenkennlinie bei hohen Frequenzen

Question 14

Welcher Begriff beschreibt die Fähigkeit eines Regelkreises, Störeinflüssen entgegenzuwirken?

Accepted Answer

Störunterdrückung

Answer

Robustheit

Answer

Regelgüte

Answer

Regelungstechnik

Question 15

Welcher Vorteil ergibt sich aus der Verwendung eines Bode-Diagramms im Vergleich zu einem Nyquist-Diagramm?

Accepted Answer

Einfachere Interpretation

Answer

Höhere Genauigkeit

Answer

Anwendbarkeit auf nichtlineare Systeme

Answer

Geringerer Berechnungsaufwand

Question 16

Was ist das Ziel der Regelungstechnik?

Accepted Answer

Aufrechterhaltung einer gewünschten Regelgröße trotz Störeinflüssen

Answer

Maximierung der Regelabweichung

Answer

Stabilisierung instabiler Systeme

Answer

Verhinderung von Regelfehlern

Question 17

Welches Stabilitätskriterium besagt, dass der Phasenwinkel der offenen Schleife bei der Grenzfrequenz -180° beträgt?

Accepted Answer

Nyquist-Stabilitätskriterium

Answer

Bode-Stabilitätskriterium

Answer

Root-Locus-Kriterium

Answer

Routh-Hurwitz-Kriterium

Question 18

Welche der folgenden Größen ist ein Maß für die Dämpfung eines Regelkreises?

Accepted Answer

Dämpfungsfaktor

Answer

Überschwingweite

Answer

Anstiegszeit

Answer

Schwingungsfrequenz

Question 19

Was ist der Zusammenhang zwischen dem Phasenwinkel der offenen Schleife und der Phasenreserve?

Accepted Answer

Phasenreserve = 180° - Phasenwinkel der offenen Schleife

Answer

Phasenreserve = Phasenwinkel der offenen Schleife + 180°

Answer

Phasenreserve = Phasenwinkel der offenen Schleife - 180°

Answer

Phasenreserve = -Phasenwinkel der offenen Schleife

Question 20

Welches Diagramm zeigt die Ortskurve der Polstellen und Nullstellen eines Regelkreises im komplexen s-Bereich?

Accepted Answer

Root-Locus

Answer

Bode-Diagramm

Answer

Nyquist-Diagramm

Answer

Phasendiagramm

Question 21

Welche der folgenden Regelungsarten wird typischerweise für Systeme mit langer Zeitkonstante verwendet?

Accepted Answer

PI-Regelung

Answer

PD-Regelung

Answer

PID-Regelung

Answer

Zweipunktregelung

Question 22

Was ist der Unterschied zwischen einem geschlossenen und einem offenen Regelkreis?

Accepted Answer

Im geschlossenen Regelkreis wirkt das Ausgangssignal auf das Eingangssignal zurück.

Answer

Im offenen Regelkreis wirkt das Eingangssignal nicht auf das Ausgangssignal zurück.

Answer

Im geschlossenen Regelkreis ist die Regelstrecke ein passives Element.

Answer

Im offenen Regelkreis ist der Regler ein aktives Element.

Question 23

Was wird unter der Sprungantwort eines Regelkreises verstanden?

Accepted Answer

Die zeitliche Reaktion der Ausgangsgröße auf eine Sprungfunktion am Eingang

Answer

Die Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsgröße des Systems

Answer

Die zeitliche Ableitung der Ausgangsgröße des Systems

Answer

Die integrierte Ausgangsgröße des Systems über die Zeit

Question 24

Welche Eigenschaft zeichnet einen Regelkreis mit einem Integrator im Stellglied aus?

Accepted Answer

Die Regeldifferenz strebt gegen Null im eingeschwungenen Zustand

Answer

Die Sprungantwort hat eine asymptotische Steigung

Answer

Die Amplituden- und Phasenverhältnisse sind frequenzunabhängig

Answer

Die Bandbreite des Systems ist unendlich

Question 25

Welche der folgenden Methoden kann zur Bestimmung der Stabilität eines Regelkreises genutzt werden?

Accepted Answer

Alle genannten Verfahren

Answer

Wurzelortsverfahren

Answer

Betragsfrequenzgang

Answer

Nyquist-Diagramm

Question 26

Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Lage der Polstellen einer Übertragungsfunktion und dem Stabilitätsverhalten eines Regelkreises?

Accepted Answer

Polstellen in der linken Halbebene führen zu Stabilität

Answer

Polstellen auf der Imaginärachse führen zu Instabilität

Answer

Polstellen in der rechten Halbebene führen zu Stabilität

Answer

Die Lage der Polstellen hat keinen Einfluss auf die Stabilität

Question 27

Welcher Begriff beschreibt die Fähigkeit eines Regelkreises, Störgrößen auszugleichen?

Accepted Answer

Störfestigkeit

Answer

Regelgüte

Answer

Robustheit

Answer

Stabilität

Question 28

Nennen Sie die Schritte zur Stabilitätsprüfung eines Regelkreises mithilfe des Wurzelortsverfahrens.

Accepted Answer

Erstellen der offenen Regelstrecke, Berechnen der Pole und Nullstellen, Zeichnen der Wurzelortkurven

Answer

Erstellen der geschlossenen Regelstrecke, Zeichnen des Bode-Diagramms, Beurteilen der Stabilität

Answer

Berechnen der Sprungantwort, Bestimmen der Überschwingweite, Beurteilen der Stabilität

Answer

Zeichnen des Frequenzgangs, Bestimmen der Phasenreserve, Beurteilen der Stabilität

Question 29

Welches Stabilitätskriterium gibt an, dass alle Eigenwerte des geschlossenen Regelkreises einen negativen Realteil aufweisen müssen?

Accepted Answer

Stabilitätskriterium von Routh-Hurwitz

Answer

Sprungantwort

Answer

Bode-Diagramm

Answer

Nyquist-Kriterium

Question 30

Was zeigt der Frequenzgang eines Regelkreises?

Accepted Answer

Die Amplituden- und Phasenverschiebung des Ausgangssignals in Abhängigkeit von der Frequenz des Eingangssignals

Answer

Die Stabilitätskriterien des Regelkreises

Question 31

Welche Informationen lassen sich aus der Sprungantwort eines Regelkreises ableiten?

Accepted Answer

Einschwingverhalten, Einschwingzeit und Überschwingweite

Answer

Amplituden- und Phasenverschiebung des Ausgangssignals

Answer

Stabilitätskriterien

Question 32

Welches Verfahren eignet sich zur Stabilitätsanalyse eines Regelkreises mit Totzeit?

Accepted Answer

Wischnewsky-Kriterium

Answer

Routh-Hurwitz-Kriterium

Answer

Nyquist-Kriterium

Answer

Bode-Diagramm

Question 33

Was bedeutet es, wenn der Nyquist-Pfad den Punkt (-1,0) im komplexen Zahlenraum umkreist?

Accepted Answer

Der Regelkreis ist instabil

Answer

Der Regelkreis ist stabil

Question 34

Welche dimensionslose Kennzahl beschreibt die Stabilität eines Regelkreises?

Accepted Answer

Dämpfungsverhältnis

Answer

Eigenfrequenz

Answer

Verstärkungsfaktor

Answer

Zeitkonstante

Question 35

Welche Maßnahme kann die Stabilität eines Regelkreises verbessern?

Accepted Answer

Verkleinerung des Verstärkungsfaktors

Answer

Einführung einer Verzögerung

Answer

Vergrößerung der Totzeit

Answer

Erhöhung der Eigenfrequenz

Question 36

Was sind Regler?

Accepted Answer

Komponenten in Regelkreisen, die das Verhalten des Regelkreises beeinflussen

Answer

Sensoren, die physikalische Größen messen

Answer

Geräte, die Signale verstärken

Question 37

Welche Reglerart hat eine konstante Verstärkung für alle Frequenzen?

Accepted Answer

P-Regler

Answer

PI-Regler

Answer

PD-Regler

Answer

PID-Regler

Question 38

Welches Zeitverhalten zeichnet einen Regelkreis mit großer Verzögerungszeit aus?

Accepted Answer

Langsame Anstiegszeit

Answer

Schnelle Überschwingzeit

Answer

Hohe Dämpfung

Answer

Kurze Schwingungsdauer

Question 39

Welche Regelungsart zielt darauf ab, Störgrößen zu kompensieren?

Accepted Answer

Störgrößenregelung

Answer

Zustandsregelung

Answer

Adaptive Regelung

Answer

Optimale Regelung

Question 40

Welche Komponente in einem Regelkreis ist für die Verarbeitung des Regelfehlers zuständig?

Accepted Answer

Regler

Answer

Sensorelement

Answer

Stellglied

Answer

Störgröße

Question 41

Welche Aussage zum Kalman-Filter ist richtig?

Accepted Answer

Es handelt sich um einen rekursiven Schätzalgorithmus.

Answer

Es kann nur für lineare Systeme eingesetzt werden.

Answer

Es misst den Zustand des Systems direkt.

Question 42

Welche Eigenschaft ist charakteristisch für einen Regelkreis mit positiver Rückführung?

Accepted Answer

Instabilität

Answer

Geringes Rauschen

Answer

Hohe Verstärkung

Answer

Schnelle Regelung

Question 43

Welche Größe wird im Zusammenhang mit der Robustheit eines Regelkreises verwendet?

Accepted Answer

Stabilitätsreserve

Answer

Verstärkungsfaktor

Answer

Bandbreite

Answer

Zeitkonstante

Question 44

Welches Steuerungsverfahren ermöglicht die optimale Regelung nichtlinearer Systeme?

Accepted Answer

Model Predictive Control (MPC)

Answer

Zustandsregelung

Answer

PID-Regelung

Answer

Fuzzy-Regelung

Question 45

Welches der folgenden Kriterien ist notwendig für die Stabilität eines Regelkreises zweiter Ordnung?

Accepted Answer

Eigenwerte mit negativem Realteil

Answer

Mindestens eine Nullstelle auf der reellen Achse

Answer

Keine Polstellen auf der Imaginärachse

Answer

Verstärkungsfaktor größer als 1

Question 46

Was gibt der Frequenzgang eines Regelkreises an?

Accepted Answer

Amplituden- und Phasenverhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Frequenz

Answer

Zeitliches Verhalten des Regelkreises

Answer

Stabilität des Regelkreises

Question 47

Welche Aussage zur Totzeit in einem Regelkreis ist richtig?

Accepted Answer

Sie führt zu einer Phasenverschiebung im Frequenzgang, insbesondere bei hohen Frequenzen.

Answer

Sie verkürzt die Reaktionszeit des Regelkreises

Answer

Sie verbessert die Stabilität des Regelkreises

Question 48

Was ist der Zweck eines PID-Reglers?

Accepted Answer

Reduzierung des Regelfehlers und Verbesserung der Stabilität durch proportionale, integrale und differenzielle Anteile

Answer

Generierung von Stellgrößen allein durch einen proportionalen Anteil

Answer

Messung von Regelgrößen

Question 49

Welche der folgenden Methoden kann zur Stabilisierung eines Regelkreises verwendet werden?

Accepted Answer

Polvorgabe

Answer

Zustandsbeobachtung

Answer

Parameteradaption

Answer

Nichtlineare Steuerung

Question 50

Was ist ein Zustandsbeobachter in der Regelungstechnik?

Accepted Answer

Ein System zur Schätzung des Systemzustands auf Basis von Messungen und einem Modell

Answer

Ein Algorithmus zur Optimierung des Regelverhaltens

Answer

Ein Gerät zur Messung von Regelgrößen

Answer

Eine Methode zur Stabilisierung von Regelkreisen

Question 51

Welche Aussage zur linearen Approximation in der Regelungstechnik ist richtig?

Accepted Answer

Sie vereinfacht komplexe Systeme für die Analyse, indem nichtlineare Effekte vernachlässigt werden.

Answer

Sie liefert immer genaue Ergebnisse

Answer

Sie ist nur für lineare Systeme gültig

Answer

Sie verschlechtert die Regelgüte

Question 52

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen einem offenen und einem geschlossenen Regelkreis?

Accepted Answer

Ein geschlossener Regelkreis verfügt über eine Rückkopplung, die das Ausgangssignal mit dem Eingangssignal vergleicht, während ein offener Regelkreis keine Rückkopplung besitzt.

Answer

Ein offener Regelkreis ist stabiler als ein geschlossener.

Answer

Ein geschlossener Regelkreis hat einen geringeren Regelfehler als ein offener.

Question 53

Welche der folgenden Sprungantworten eines Regelkreises deutet auf ein instabiles Verhalten hin?

Accepted Answer

Die Sprungantwort divergiert.

Answer

Die Sprungantwort erreicht den Zielwert in endlicher Zeit.

Answer

Die Sprungantwort hat eine Überschwingweite.

Answer

Die Sprungantwort hat eine Totzeit.

Question 54

Was ist das Ziel der Regelungstechnik?

Accepted Answer

Optimierung des Regelkreisverhaltens

Answer

Erstellung von Schaltplänen

Answer

Entwicklung neuer Sensoren

Answer

Automatisierung von Fertigungsprozessen

Question 55

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen einem offenen und einem geschlossenen Regelkreis?

Accepted Answer

Im geschlossenen Regelkreis wird die Regelgröße gemessen und als Rückführung verwendet.

Answer

Im offenen Regelkreis wird die Sollgröße nicht vorgegeben.

Answer

Im geschlossenen Regelkreis ist der Regelkreis nicht stabil.

Question 56

Welcher der folgenden Faktoren hat keinen Einfluss auf die Stabilität eines Regelkreises?

Accepted Answer

Sollwert

Answer

Nichtlinearitäten

Answer

Zeitverzögerung

Answer

Übertragungsfunktion

Question 57

Was ist das Ziel einer PID-Regelung?

Accepted Answer

Verbesserung des Regelkreisverhaltens durch Kombination von Proportional-, Integral- und Differenzialanteil.

Answer

Verkürzung der Anstiegszeit

Answer

Eliminierung von Totzeiten

Question 58

Welches Stabilitätskriterium besagt, dass ein Regelkreis stabil ist, wenn die Summe der Phasenverschiebungen in der offenen Schleife bei der Grenzfrequenz gleich -180° beträgt?

Accepted Answer

Nyquist-Stabilitätskriterium

Answer

Bode-Stabilitätskriterium

Answer

Nyquist-Frequenzgang

Answer

Routh-Hurwitz-Stabilitätskriterium

Question 59

Welche Aussage über den Frequenzgang eines Regelkreises ist **korrekt**?

Accepted Answer

Der Frequenzgang beschreibt die Abhängigkeit von Verstärkung und Phasenverschiebung in Bezug auf die Frequenz des Eingangssignals.

Answer

Der Frequenzgang zeigt die Abhängigkeit der Ausgangsgröße vom Eingangssignal.

Answer

Der Frequenzgang zeigt die Stabilität des Regelkreises.

Question 60

Was versteht man unter der Grenzfrequenz eines Regelkreises?

Accepted Answer

Die Frequenz, bei der die Verstärkung um 3 dB gegenüber dem Verstärkungswert bei niedrigen Frequenzen abfällt.

Answer

Die Frequenz, bei der die Phasenverschiebung -180° beträgt.

Question 61

Welche Informationen können aus der Sprungantwort eines Regelkreises gewonnen werden?

Accepted Answer

Übergangszeit, Überschwingen und Einschwingzeit

Answer

Verstärkung und Phasenverschiebung

Answer

Stabilitätsgrenze

Question 62

Welche Aussage über die Phase im Frequenzgang eines Regelkreises ist **richtig**?

Accepted Answer

Eine negative Phase deutet auf eine Verzögerung der Ausgangsgröße gegenüber der Eingangsgröße hin.

Answer

Die Phase ist unabhängig von der Frequenz.

Answer

Eine positive Phase deutet auf eine Verzögerung der Ausgangsgröße gegenüber der Eingangsgröße hin.

Question 63

Welcher Wert der Dämpfung im Frequenzgang eines Regelkreises deutet auf eine **unterdämpfte** Reaktion hin?

Accepted Answer

D < 1

Answer

D = 0

Answer

D = 1

Answer

D > 1

Question 64

Welche Information kann aus dem Wurzelortsdiagramm eines Regelkreises gewonnen werden?

Accepted Answer

Lage und Bewegung der Wurzeln der charakteristischen Gleichung

Answer

Verstärkung und Phasenverschiebung

Answer

Sprungantwort