Reglerentwurf im Laplace-Bereich: Online-Quiz für Maschinenbau-Studierende

Question 1

Wie lautet die Übertragungsfunktion eines PID-Reglers im Laplace-Bereich?

Accepted Answer

K_p * (1 + (1/T_n) * s + T_d * s^2)

Answer

K_p * (1 + (1/T_n) * s - T_d * s^2)

Answer

K_p * (1 - (1/T_n) * s - T_d * s^2)

Answer

K_p * (1 - (1/T_n) * s + T_d * s^2)

Question 2

Wie lautet die Formel für den Grenzfrequenzgang eines PT2-Systems?

Accepted Answer

|G(jω)| = K_0 / √(1 + (ω/ω_g)^4)

Answer

|G(jω)| = K_0 / √(1 + (ω_g/ω)^4)

Answer

|G(jω)| = K_0 / (1 + (ω/ω_g)^4)

Answer

|G(jω)| = K_0 / (1 + (ω_g/ω)^4)

Question 3

Welche der folgenden Aussagen zur Übertragungsfunktion eines P-Reglers ist korrekt?

Accepted Answer

Die Übertragungsfunktion eines P-Reglers ist eine Proportionalitätskonstante.

Answer

Die Übertragungsfunktion eines P-Reglers enthält einen Integrator.

Answer

Die Übertragungsfunktion eines P-Reglers enthält einen Differenziator.

Answer

Die Übertragungsfunktion eines P-Reglers ist nichtlinear.

Question 4

Welcher der folgenden Regler wird durch die Übertragungsfunktion G(s) = Kp beschrieben?

Accepted Answer

P-Regler

Answer

PI-Regler

Answer

PID-Regler

Answer

PD-Regler

Question 5

Wie lautet die Zeitkonstante eines PT1-Glieds mit der Übertragungsfunktion G(s) = 1/(1+sT)?

Accepted Answer

T

Answer

1/T

Answer

sT

Answer

1/(sT)

Question 6

Welches Verhalten beschreibt ein Totzeitglied?

Accepted Answer

Verzögerung des Signals um eine feste Zeit

Answer

Verstärkung des Signals

Answer

Integration des Signals

Answer

Differentiation des Signals

Question 7

Welcher der folgenden PID-Regler bietet eine bessere Störgrößenminderung?

Accepted Answer

PID-Regler

Answer

P-Regler

Answer

PI-Regler

Answer

PD-Regler

Question 8

Welche Frequenzgangdarstellung zeigt die Phasenverschiebung eines Systems?

Accepted Answer

Nyquist-Diagramm

Answer

Bode-Diagramm

Answer

Wurzelortskurve

Answer

Pol-Nullstellen-Diagramm

Question 9

Welche Aussage zur Stabilitätsanalyse eines Regelkreises ist richtig?

Accepted Answer

Sie dient dazu, die Stabilität des Regelkreises zu überprüfen.

Answer

Sie kann nur im Zeitbereich durchgeführt werden.

Answer

Ein stabiler Regelkreis zeigt nach einer Störung divergierende Ausgangsgrößen.

Question 10

Welcher Reglertyp hat eine Übertragungsfunktion mit einem Proportionalanteil (P) und einem Integralanteil (I)?

Accepted Answer

PI-Regler

Answer

P-Regler

Answer

PID-Regler

Answer

PD-Regler

Question 11

Welche Transformation wird verwendet, um einen Regler vom Zeitbereich in den Laplace-Bereich zu übertragen?

Accepted Answer

Laplace-Transformation

Answer

Fourier-Transformation

Answer

z-Transformation

Answer

Inverse Laplace-Transformation

Question 12

Welches Kriterium ist bei der Auslegung von Reglern im Laplace-Bereich besonders wichtig?

Accepted Answer

Stabilität

Answer

Genauigkeit

Answer

Robustheit

Answer

Bandbreite

Question 13

Welche Methode wird verwendet, um die Polstellen eines Reglers zu bestimmen?

Accepted Answer

Routh-Hurwitz-Kriterium

Answer

Bode-Diagramm

Answer

Nyquist-Diagramm

Answer

Nichols-Diagramm

Question 14

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen beschreibt einen PI-Regler korrekt?

Accepted Answer

K * (1 + 1/sT)

Answer

K * (s/T + 1)

Answer

K * (1/s + T)

Answer

K * (s + T)

Question 15

Welcher Faktor bestimmt die Verstärkung eines Reglers im Laplace-Bereich?

Accepted Answer

Proportionalanteil

Answer

Integralanteil

Answer

Differenzialanteil

Answer

Durchgriff

Question 16

Welcher Reglertyp ist am robustesten gegenüber Parameteränderungen in der Regelstrecke?

Accepted Answer

PID-Regler

Answer

P-Regler

Answer

PI-Regler

Answer

PD-Regler

Question 17

Die Übertragungsfunktion eines PI-Reglers lautet:

Accepted Answer

K * (1 + **1/sT**)

Answer

K * (1 + **sT**)

Answer

K * (**s** + 1/T)

Answer

K * (**s** + T)

Question 18

Die Stabilitätsanalyse eines Regelkreises kann durch die Untersuchung des **Nyquist-Diagramms** durchgeführt werden.

Accepted Answer

Nyquist-Diagramms

Answer

Bode-Diagramms

Answer

Sprungsantwort

Answer

Übertragungsfunktion

Question 19

Welche der folgenden Aussagen bezüglich des Nyquist-Stabilitätskriteriums ist **richtig**?

Accepted Answer

Ein Regelkreis ist stabil, wenn die Nyquist-Kurve den **negativen Realteil** der komplexen Ebene nicht umschließt.

Answer

Ein Regelkreis ist instabil, wenn die Nyquist-Kurve den **positiven Realteil** der komplexen Ebene nicht umschließt.

Answer

Das Nyquist-Stabilitätskriterium gilt **nur** für lineare Regelkreise.

Answer

Das Nyquist-Stabilitätskriterium kann **nicht** verwendet werden, um die Stabilitätsgrenze eines Regelkreises zu bestimmen.

Question 20

Welches der folgenden Verfahren zur Regleroptimierung minimiert den **integral quadratischen Fehlers**?

Accepted Answer

LQG-Regelung

Answer

H2-Regelung

Answer

H-Unendlich-Regelung

Answer

Polvorgabeverfahren

Question 21

Welcher Reglertyp hat eine Übertragungsfunktion im Laplace-Bereich von G(s) = Kp?

Accepted Answer

P-Regler

Answer

PI-Regler

Answer

PID-Regler

Answer

Zweipunktregler

Question 22

Welcher Vorteil bietet das Root-Locus-Verfahren gegenüber dem Nyquist-Kriterium?

Accepted Answer

Es liefert Informationen über die Pollage des Systems.

Answer

Es ist einfacher anzuwenden.

Answer

Es ist genauer.

Answer

Es erfordert keine experimentellen Messungen.

Question 23

Welche Aussage zum Entwurfsverfahren von Reglern im Laplace-Bereich ist falsch?

Accepted Answer

Der Reglerentwurf hängt nicht vom Prozessmodell ab.

Answer

Der Reglerentwurf basiert auf dem gewünschten Zeitantwortverhalten.

Answer

Die Polplatzierung kann verwendet werden, um die gewünschte Stabilität und Dynamik zu erzielen.

Answer

Der Entwurfsvorgang ist oft iterativ.

Question 24

Nennen Sie den Hauptvorteil der Verwendung des Laplace-Bereichs gegenüber dem Zeitbereich bei der Reglerauslegung.

Accepted Answer

Vereinfachte Berechnungen und Analysen durch algebraische Darstellung von Übertragungsfunktionen

Answer

Genaue Bestimmung von Stabilität und dynamischem Verhalten von Regelkreisen

Answer

Bessere Berücksichtigung von Verzögerungen und Totzeiten

Answer

Einfachere Simulation nichtlinearer Komponenten

Question 25

Wie beeinflusst die Integration eines Differenzierglieds in einen Regler das dynamische Verhalten des Regelkreises?

Accepted Answer

Verbessert die Stabilität und verkürzt die Einschwingzeit.

Answer

Verschlechtert die Stabilität und verlängert die Einschwingzeit.

Answer

Hat keinen Einfluss auf Stabilität und Einschwingzeit.

Answer

Verringert die Stabilität und verkürzt die Einschwingzeit.

Question 26

Welcher Reglertyp hat kein integrales Verhalten?

Accepted Answer

P-Regler

Answer

PI-Regler

Answer

PID-Regler

Question 27

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen beschreibt einen PI-Regler?

Accepted Answer

K(1 + 1/s)

Answer

K

Answer

K(1 + 1/s^2)

Question 28

Wie berechnet sich die Grenzfrequenz eines P-Reglers?

Accepted Answer

ωg = K/T

Answer

ωg = K

Answer

ωg = T/K

Question 29

Welche Aussage über die Verstärkung eines PI-Reglers ist richtig?

Accepted Answer

Sie ist proportional zum Integralfehler

Answer

Sie ist umgekehrt proportional zum Proportionalfehler

Answer

Sie ist unabhängig von den Reglerparametern

Question 30

Wie lautet die Übertragungsfunktion eines PID-Reglers?

Accepted Answer

K(1 + 1/s + 1/s^2)

Answer

K(1 + 1/s^2 + 1/s)

Answer

K(1 + 1/s + 1/s)

Question 31

Wie kann die Regelgüte eines geregelten Systems verbessert werden?

Accepted Answer

Beide der genannten Möglichkeiten

Answer

Erhöhung der Verstärkung des Reglers

Answer

Verringerung der Totzeit des Systems

Question 32

Welches ist die Übertragungsfunktion eines PD-Reglers im Laplace-Bereich?

Accepted Answer

K * (s + N)

Answer

K * s^2

Answer

K * s

Answer

K * (s - N)

Question 33

Welcher Reglertyp kompensiert dauerhafte Regelabweichungen?

Accepted Answer

I-Regler

Answer

D-Regler

Answer

PID-Regler

Answer

P-Regler

Question 34

Welcher Vorteil zeichnet einen PID-Regler im Vergleich zu einem PD-Regler aus?

Accepted Answer

Verbesserte Störgrößenkompensation

Answer

Niedrigere Verstärkung

Answer

Höhere Stabilität

Answer

Einfachere Abstimmung

Question 35

Welcher Parameter eines P-Reglers beeinflusst die Anstiegszeit des geregelten Systems?

Accepted Answer

Verstärkung K

Answer

Überschwingweite

Answer

Regelbreite

Answer

Nachstellzeit

Question 36

Welche Methode wird zur Abstimmung der Verstärkung eines PID-Reglers verwendet?

Accepted Answer

Ziegler-Nichols-Methode

Answer

Evans-Methode

Answer

Wurzelfrequenzmethode

Answer

Nyquist-Methode

Question 37

Wie wird der Proportionalfaktor K eines Reglers im Laplace-Bereich berechnet?

Accepted Answer

Regelungskonstante geteilt durch Verstärkung

Answer

Dämpfungsverhältnis

Answer

Zeitkonstante

Question 38

Welche Transformation wird verwendet, um eine Übertragungsfunktion im Zeitbereich in den Laplace-Bereich zu konvertieren?

Accepted Answer

Laplace-Transformation

Answer

Fourier-Transformation

Answer

Z-Transformation

Answer

Hilbert-Transformation

Question 39

Welche Polkonfiguration im Laplace-Bereich führt zu einem instabilen System?

Accepted Answer

Rechte Halbebene

Answer

Einheitskreis

Answer

Linke Halbebene

Answer

Imaginäre Achse

Question 40

Was ist das Ziel der Reglerentwurfsaufgabe?

Accepted Answer

Optimierung der Systemleistung in Bezug auf Stabilität, Überschwingweite und Reaktionszeit

Answer

Minimierung des Regelfehlers

Answer

Maximierung des Verstärkungsfaktors

Question 41

Welches Kriterium wird verwendet, um die optimale Dämpfung in einem Regelsystem zu bestimmen?

Accepted Answer

Optimales Dämpfungsverhältnis

Answer

Minimale Überschwingweite

Answer

Null Dämpfungsverhältnis

Answer

Unendliches Dämpfungsverhältnis

Question 42

Welche Aussage über PID-Regler ist korrekt?

Accepted Answer

PID-Regler können auch für Systeme mit Totzeiten eingesetzt werden.

Answer

PID-Regler sind immer die beste Wahl für Regelungsaufgaben.

Answer

PID-Regler sind ausschließlich für Systeme mit linearem Verhalten geeignet.

Question 43

Welches Verfahren zur Reglereinstellung erfolgt schrittweise und basiert auf experimentellen Beobachtungen?

Accepted Answer

Stimmungsverfahren

Answer

Zufallsverfahren

Answer

Analytische Methoden

Answer

Optimierungsalgorithmen

Question 44

Welcher Ausdruck beschreibt den Frequenzgang eines PI-Reglers?

Accepted Answer

K_p * (1 + 1/(T_n * s))

Answer

K_p * s

Answer

K_p

Answer

K_p / s

Question 45

Welche Aussage über die Stabilität eines Regelkreises ist richtig?

Accepted Answer

Ein Regelkreis ist stabil, wenn alle Pole der geschlossenen Übertragungsfunktion negative Realteile haben.

Answer

Ein Regelkreis ist stabil, wenn die Gesamtverstärkung kleiner als 1 ist.

Answer

Ein Regelkreis ist stabil, wenn die Verzögerungszeit des Systems gering ist.

Question 46

Welche Reglerstruktur eignet sich besonders für Systeme mit Totzeiten?

Accepted Answer

Smith-Prädiktor

Answer

PI-Regler

Answer

Zweipunktregler

Question 47

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen repräsentiert einen PI-Regler?

Accepted Answer

K * (1 + 1/(sT))

Answer

K * s

Answer

K * (s + 1/T)

Question 48

Welche Aussage beschreibt korrekt das Verhalten eines P-Reglers?

Accepted Answer

Reduziert den Fehler proportional zur Abweichung vom Sollwert.

Answer

Verzögert die Reaktion auf Abweichungen.

Answer

Erhöht den Fehler bei steigender Abweichung.

Answer

Eliminiert den Fehler vollständig.

Question 49

Welcher der folgenden Vorteile ist der Regelung im Laplace-Bereich zuzuschreiben?

Accepted Answer

Berücksichtigung von Zeitkonstanten und Verzögerungen

Answer

Einfachere Anwendung im Vergleich zur Regelung im Zeitbereich

Answer

Anwendbarkeit nur auf lineare Systeme

Question 50

Welche Bedingung muss für die Stabilität eines geschlossenen Regelkreises im Laplace-Bereich erfüllt sein?

Accepted Answer

Alle Pole der geschlossenen Übertragungsfunktion befinden sich in der linken Halbebene der s-Ebene.

Answer

Die Anzahl der Pole der geschlossenen Übertragungsfunktion ist kleiner als die Anzahl der Nullstellen.

Answer

Alle Pole der geschlossenen Übertragungsfunktion befinden sich in der rechten Halbebene der s-Ebene.

Question 51

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen einem P- und einem PI-Regler?

Accepted Answer

Der PI-Regler beseitigt den stationären Fehler.

Answer

Der P-Regler hat eine höhere Verstärkung.

Answer

Der PI-Regler ist stabiler.

Answer

Der P-Regler ist aufwendiger zu implementieren.

Question 52

Welches Frequenzgang-Diagramm charakterisiert ein instabiles System?

Accepted Answer

Betrag größer 1 und Phase größer 180° bei einer bestimmten Frequenz

Answer

Betrag größer 1 und Phase kleiner 180° bei einer bestimmten Frequenz

Answer

Betrag kleiner 1 und Phase kleiner 180° bei allen Frequenzen

Answer

Betrag kleiner 1 und Phase größer 180° bei allen Frequenzen

Question 53

Welche Methode kann eingesetzt werden, um den Einfluss von Störgrößen auf einen Regelkreis zu verringern?

Accepted Answer

Störgrößenkompensation

Answer

Erhöhung der Proportionalverstärkung

Answer

Erhöhung der Differenzialzeit

Answer

Verringerung der Integralzeit

Question 54

Welcher der folgenden Reglertypen kompensiert vollständig die Stationärfehlerabweichung?

Accepted Answer

PID-Regler

Answer

PI-Regler

Answer

PD-Regler

Answer

P-Regler

Question 55

Welche der folgenden Maßnahmen kann zur Verbesserung der Regelgüte eines Reglers ergriffen werden?

Accepted Answer

Wahl geeigneter Reglerparameter (z. B. Verstärkung, Integrationszeit)

Answer

Verringerung der Integrationszeit

Answer

Vergrößerung der Zeitkonstante

Question 56

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen repräsentiert eine Regelstrecke mit Totzeit?

Accepted Answer

T(s) = e^(-sτ)

Answer

T(s) = 1/(1+sτ)

Answer

T(s) = s/(1+sτ)

Answer

T(s) = 1/(s+sτ)

Question 57

Welche der folgenden Reglerstrukturen ist geeignet, um Störungen zu kompensieren?

Accepted Answer

Störungsregler (Feedforward-Regler)

Answer

Zweipunktregler

Answer

Vorwärtsregler

Answer

Rückwärtsregler

Question 58

Die Übertragungsfunktion eines P-Reglers im Laplace-Bereich lautet:

Accepted Answer

K

Answer

Ks

Answer

1/s

Question 59

Die Übertragungsfunktion eines PI-Reglers im Laplace-Bereich lautet:

Accepted Answer

K(1 + 1/Ts)

Answer

K/s

Answer

K(1 + sT)

Answer

Ks

Question 60

Ein Regler mit einer hohen Verstärkung (K) hat tendenziell ____.

Accepted Answer

Schnellere Reaktionszeiten, aber eine höhere Wahrscheinlichkeit für Instabilität.

Answer

Keine Auswirkungen auf die Stabilität.

Answer

Langsamere Reaktionszeiten, aber eine bessere Stabilität.

Question 61

Die Phasenreserve eines Regelkreises gibt Auskunft über ____.

Accepted Answer

Die Stabilität des Regelkreises.

Answer

Die maximale Regelabweichung.

Answer

Die Regelgenauigkeit.

Answer

Die Reaktionszeit.

Question 62

Die Auswahl der optimalen Reglerparameter (K, T, etc.) erfolgt typischerweise ____.

Accepted Answer

Durch Simulationen und Experimente.

Answer

Durch theoretische Ableitungen.

Answer

Durch analytische Berechnungen.