Übertragungsfunktionen von Regelstrecken: Interaktive Lern-Quizze für Maschinenbau-Studierende

Question 1

Welche Bedingung muss erfüllt sein, damit ein System als stabil gilt?

Accepted Answer

Alle Pole liegen in der linken Halbebene.

Answer

Alle Pole liegen in der rechten Halbebene.

Answer

Alle Pole liegen auf der imaginären Achse.

Answer

Es hat keine Pole.

Question 2

Was ist der Unterschied zwischen einer offenen und einer geschlossenen Übertragungsfunktion?

Accepted Answer

Die geschlossene Übertragungsfunktion umfasst den Regelkreis, die offene nicht.

Answer

Die offene Übertragungsfunktion umfasst den Regelkreis, die geschlossene nicht.

Answer

Beide Übertragungsfunktionen sind identisch.

Answer

Keine der Aussagen trifft zu.

Question 3

Welche Methode kann verwendet werden, um die Übertragungsfunktion eines Systems aus gemessenen Eingangs- und Ausgangsdaten zu bestimmen?

Accepted Answer

Systemidentifikation

Answer

Bode-Analyse

Answer

Nyquist-Analyse

Answer

Routh-Hurwitz-Kriterium

Question 4

Welche Aufgabe hat eine Regelstrecke?

Accepted Answer

Ein Eingangssignal in ein Ausgangssignal umwandeln

Answer

Ein Ausgangssignal in ein Eingangssignal umwandeln

Answer

Ein Signal verstärken

Answer

Ein Signal filtern

Question 5

Welche Parameter sind entscheidend für die Charakterisierung einer Übertragungsfunktion zweiter Ordnung?

Accepted Answer

Eigenfrequenz und Dämpfungsverhältnis

Answer

Proportionalitätsfaktor und Zeitkonstante

Answer

Verstärkung und Bandbreite

Answer

Ordnung und Pollage

Question 6

Welche Methode kann **nicht** verwendet werden, um die Übertragungsfunktion einer Regelstrecke experimentell zu bestimmen?

Accepted Answer

Bode-Diagramm

Answer

Sprungantwortversuch

Answer

Frequenzgangmessung

Answer

Impulsantwortversuch

Question 7

Welche Aussage zur Übertragungsfunktion eines geschlossenen Regelkreises ist **nicht** korrekt?

Accepted Answer

Sie ist unabhängig von der Struktur des Regelkreises.

Answer

Sie beschreibt die Beziehung zwischen Referenzgröße und Regelgröße.

Answer

Sie kann zur Stabilitätsanalyse verwendet werden.

Answer

Sie ist immer eine rationale Funktion.

Question 8

Welche Aussage zum Verhältnis von Referenzgröße und Regelgröße in einem Regelkreis ist **nicht** korrekt?

Accepted Answer

Das Verhältnis ist vom Verhalten der Störgrößen unabhängig.

Answer

Das Verhältnis ist durch die Übertragungsfunktion des Regelkreises gegeben.

Answer

Das Verhältnis ist konstant.

Answer

Das Verhältnis ist nur für lineare Regelkreise definiert.

Question 9

Wie groß ist die Zeitkonstante eines RC-Tiefpassglieds in der Regel?

Accepted Answer

Millisekunden bis Sekunden

Answer

Mikrosekunden

Answer

Minuten

Answer

Stunden

Question 10

Welche der folgenden Aussagen zur Übertragungsfunktion eines Feder-Masse-Systems der Ordnung 1 ist korrekt?

Accepted Answer

Die Übertragungsfunktion ist vom Typ PT1.

Answer

Die Übertragungsfunktion enthält einen Integrator.

Answer

Die Übertragungsfunktion ist vom Typ PT2.

Answer

Die Übertragungsfunktion enthält einen Nenner zweiter Ordnung.

Question 11

Welche der folgenden Größen wird in der Einheit der Übertragungsfunktion angegeben?

Accepted Answer

Verstärkung

Answer

Amplitude

Answer

Frequenz

Answer

Zeit

Question 12

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen einer offenen und einer geschlossenen Regelstrecke?

Accepted Answer

Eine offene Regelstrecke hat keine Rückführung, während eine geschlossene Regelstrecke eine Rückführung hat.

Answer

Eine geschlossene Regelstrecke hat keine Rückführung, während eine offene Regelstrecke eine Rückführung hat.

Answer

Eine offene Regelstrecke hat eine Rückführung, während eine geschlossene Regelstrecke keine Rückführung hat.

Answer

Es gibt keinen Unterschied zwischen einer offenen und einer geschlossenen Regelstrecke.

Question 13

Welcher der folgenden Aussagen zur Rückführung in Regelstrecken ist zutreffend?

Accepted Answer

Die Rückführung dient dazu, die Abweichung zwischen Soll- und Ist-Wert zu verringern.

Answer

Die Rückführung dient dazu, die Abweichung zwischen Ist- und Soll-Wert zu vergrößern.

Answer

Die Rückführung hat keinen Einfluss auf die Abweichung zwischen Soll- und Ist-Wert.

Answer

Die Rückführung dient dazu, die Verzögerung in der Regelstrecke zu erhöhen.

Question 14

Welche der folgenden Aussagen zur Sprungantwort eines PT2-Glieds der Ordnung 2 ist korrekt?

Accepted Answer

Die Sprungantwort ist oszillierend.

Answer

Die Sprungantwort ist monoton steigend.

Answer

Die Sprungantwort ist monoton fallend.

Answer

Die Sprungantwort ist eine Gerade.

Question 15

Wie lautet die Übertragungsfunktion einer elektrischen Strecke mit Induktivität L und Widerstand R?

Accepted Answer

G(s) = (L/R)/(sL+R)

Answer

G(s) = (R/L)/(sL+R)

Answer

G(s) = (L/R)*(sL+R)

Answer

G(s) = (R/L)*(sL+R)

Question 16

Welcher Parameter bestimmt die Oszillationsfrequenz eines PT2-Glieds der Ordnung 2?

Accepted Answer

ωn

Answer

ζ

Answer

T

Answer

k

Question 17

Welche Aussage zum Bode-Diagramm eines Übertragungsglieds trifft zu?

Accepted Answer

Das Bode-Diagramm zeigt den Amplitudengang und den Phasengang des Übertragungsglieds.

Answer

Das Bode-Diagramm zeigt den Frequenzgang des Übertragungsglieds.

Answer

Das Bode-Diagramm zeigt die Sprungantwort des Übertragungsglieds.

Answer

Das Bode-Diagramm zeigt die Impulsantwort des Übertragungsglieds.

Question 18

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen beschreibt das Verhalten eines Feder-Masse-Systems korrekt?

Accepted Answer

G(s) = m/(s^2 + c)

Answer

G(s) = k/s

Answer

G(s) = s/(m * c)

Answer

G(s) = c/s

Question 19

Wie lautet die Ordnung der Übertragungsfunktion eines elektrischen Netzwerks mit einem Induktor L und einem Kondensator C in Reihe?

Accepted Answer

2

Answer

1

Answer

3

Answer

4

Question 20

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen entspricht einer Totzeit T?

Accepted Answer

G(s) = e^(-sT)

Answer

G(s) = 1/(sT)

Answer

G(s) = sT

Answer

G(s) = T

Question 21

Nennen Sie die gängigsten Methoden zur Bestimmung der Übertragungsfunktion einer Regelstrecke.

Accepted Answer

Alle genannten Methoden

Answer

Experimentelle Identifikation

Answer

Theoretische Modellierung

Answer

Simulation

Question 22

Was ist der Hauptzweck der Verwendung von Übertragungsfunktionen in der Regelungstechnik?

Accepted Answer

Alle genannten Zwecke

Answer

Mathematische Modellierung von Regelstrecken

Answer

Analyse des Regelkreisverhaltens

Answer

Synthese von Reglern

Question 23

Welche Einheit hat die Zeitkonstante einer Übertragungsfunktion?

Accepted Answer

Sekunden

Answer

Hertz

Answer

Meter

Answer

Ampere

Question 24

Wie verhält sich der Ausgang der P-Übertragung im Zeitbereich?

Accepted Answer

Proportional zum Eingang

Answer

Proportional zum Integral des Eingangs

Answer

Proportional zum Differenzial des Eingangs

Answer

Proportional zur zweiten Ableitung des Eingangs

Question 25

Was ist die Verstärkung einer Übertragungsfunktion im Frequenzbereich?

Accepted Answer

Betrag der komplexen Übertragungsfunktion bei einer bestimmten Frequenz

Answer

Phase der komplexen Übertragungsfunktion bei einer bestimmten Frequenz

Answer

Kehrwert des Betrags der komplexen Übertragungsfunktion bei einer bestimmten Frequenz

Answer

Ableitung der komplexen Übertragungsfunktion bei einer bestimmten Frequenz

Question 26

Welche Übertragungsfunktion repräsentiert einen Tiefpassfilter?

Accepted Answer

G(s) = 1/(s + a)

Answer

G(s) = s/(s + a)

Answer

G(s) = a/(s + a)

Answer

G(s) = (s + a)/a

Question 27

Welche der folgenden Begriffe beschreibt die mathematische Beziehung zwischen Eingangs- und Ausgangsgröße eines Systems?

Accepted Answer

Übertragungsfunktion

Answer

Systemfunktion

Answer

Verstärkungsfaktor

Answer

Systemcharakteristik

Question 28

Welche Einheit hat die Übertragungsfunktion eines elektrischen RC-Tiefpasses?

Accepted Answer

Siemens

Answer

Ohms

Answer

Henry

Answer

Farad

Question 29

Welche Maßnahme kann die Stabilität eines Regelkreises verbessern?

Accepted Answer

Verstärkung der Rückführung

Answer

Erhöhung der Verstärkung

Answer

Verringerung der Totzeit

Answer

Reduzierung der Dämpfung

Question 30

Welche Aussage über Zustandsraumdarstellungen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie beschreiben das Systemverhalten mithilfe von Differentialgleichungen.

Answer

Sie sind nur für nichtlineare Systeme geeignet.

Answer

Sie liefern keine Informationen über die Stabilität des Systems.

Answer

Sie sind immer eindeutige Darstellungen des Systems.

Question 31

Was ist die Definition einer Übertragungsfunktion?

Accepted Answer

Das Verhältnis von Eingangs- zu Ausgangssignal eines Systems

Answer

Eine feste Größe

Answer

Die Kompliziertheit eines Systems

Question 32

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen repräsentiert ein Feder-Masse-System?

Accepted Answer

G(s) = K / (s^2 + 2ζωn s + ωn^2)

Answer

G(s) = K / s

Answer

G(s) = K / (s + a)

Answer

G(s) = K s

Question 33

Welche Einheit wird zur Messung der Zeitkonstante τ verwendet?

Accepted Answer

Sekunden

Answer

Hertz

Answer

Newton

Answer

Ohm

Question 34

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen ist ein PT2-Glied?

Accepted Answer

G(s) = K / (s + a)(s + b)

Answer

G(s) = K / (s^2 + 2ζωn s + ωn^2)

Answer

G(s) = K / s(s + a)

Answer

G(s) = K s/(s + a)

Question 35

Was bedeutet der Begriff "Pol" in einer Übertragungsfunktion?

Accepted Answer

Pol im Nenner der Übertragungsfunktion

Answer

Nullstelle im Nenner der Übertragungsfunktion

Answer

Nullstelle im Zähler der Übertragungsfunktion

Answer

Pol im Zähler der Übertragungsfunktion

Question 36

Welche Einheit hat die Dämpfungskonstante ζ?

Accepted Answer

Dimensionslos

Answer

Sekunden

Answer

Hertz

Answer

Newton

Question 37

Welcher Vorteil ergibt sich aus der Verwendung einer Zustandsraumdarstellung im Vergleich zu einer Übertragungsfunktionsdarstellung zur Modellierung eines Systems?

Accepted Answer

Ermöglicht die direkte Berechnung des Systemzustands

Answer

Erfordert weniger Parameter

Answer

Ist einfacher zu analysieren

Question 38

Welche der folgenden Aussagen zur Übertragungsfunktion einer Regelstrecke ist korrekt?

Accepted Answer

Die Übertragungsfunktion beschreibt die Beziehung zwischen Eingangs- und Ausgangssignal.

Answer

Die Übertragungsfunktion ist unabhängig von der Eingangsgröße.

Answer

Die Übertragungsfunktion ist immer eine reelle Funktion.

Question 39

Welche der folgenden Aussagen zum Frequenzgang einer Regelstrecke ist richtig?

Accepted Answer

Der Frequenzgang zeigt den Betrag und die Phase der Übertragungsfunktion für eine bestimmte Frequenz.

Answer

Der Frequenzgang ist unabhängig von der Eingangsfrequenz.

Question 40

Welche der folgenden Aussagen zur Identifikation von Regelstrecken ist korrekt?

Accepted Answer

Die Identifikation ist ein iterativer Prozess, der ein Modell der Regelstrecke beinhaltet.

Answer

Die Identifikation basiert ausschließlich auf theoretischen Überlegungen.

Answer

Die Identifikation erfordert keine Experimente oder Simulationen.

Answer

Die Identifikation ist immer ein exakter Prozess.

Question 41

Welche der folgenden Aussagen zum Modellvalidierungsprozess ist richtig?

Accepted Answer

Die Modellvalidierung stellt sicher, dass das identifizierte Modell die Regelstrecke unter verschiedenen Betriebsbedingungen angemessen beschreibt.

Answer

Die Modellvalidierung ist nur für nichtlineare Regelstrecken erforderlich.

Question 42

Welche der folgenden Aussagen über den Frequenzgang einer Übertragungsfunktion ist korrekt?

Accepted Answer

Der Betrag zeigt den Verstärkungsfaktor und die Phase die Phasenverschiebung an.

Answer

Der Betrag zeigt die Phasenverschiebung und die Phase den Verstärkungsfaktor an.

Answer

Der Betrag zeigt den Dämpfungsfaktor und die Phase die Resonanzfrequenz an.

Question 43

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen beschreibt einen Tiefpass?

Accepted Answer

G(s) = 1 / (1 + sT)

Answer

G(s) = s / (s - T)

Answer

G(s) = 1 / (s - T)

Answer

G(s) = s / (1 + sT)

Question 44

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen repräsentiert einen idealen Integrator?

Accepted Answer

G(s) = 1 / s

Answer

G(s) = 1 / (s + 1)

Answer

G(s) = s / (s + 1)

Answer

G(s) = s / 1

Question 45

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen repräsentiert ein Feder-Masse-System mit Federkonstante `k` und Masse `m`?

Accepted Answer

G(s) = k/(ms^2)

Answer

G(s) = k/(s^3)

Answer

G(s) = k/s

Answer

G(s) = m/s

Question 46

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen ist eine asymptotische Näherung für die Übertragungsfunktion G(s) = 10/(s^2+5s+6) im Hochfrequenzbereich?

Accepted Answer

G(s) = 10/s^2

Answer

G(s) = 10s/(s^2+5s+6)

Answer

G(s) = 10/(s+6)

Answer

G(s) = 10/(5s+6)

Question 47

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen hat keine Nullstelle?

Accepted Answer

G(s) = 1/(s+2)

Answer

G(s) = s^2/(s+1)

Answer

G(s) = (s+1)/(s^2+2s+1)

Answer

G(s) = (s-1)/(s^2+4)

Question 48

Welche der folgenden Aussagen über das Bode-Diagramm einer Regelstrecke ist richtig?

Accepted Answer

Die Steigung der Amplitudenkurve im Hochfrequenzbereich gibt die Ordnung des hochfrequenten Pols an.

Answer

Die Phasenkurve ist eine Gerade.

Answer

Das Bode-Diagramm ist nur für Verzögerungsglieder gültig.

Question 49

Welche der folgenden Aussagen über die Übertragungsfunktion eines idealen Proportionalreglers ist richtig?

Accepted Answer

Sie ist frequenzunabhängig und verstärkt das Eingangssignal um einen konstanten Faktor.

Answer

Sie hat eine Verzögerung von 180°.

Answer

Sie hat eine Phasendrehung von 90°.

Answer

Sie verstärkt alle Frequenzen gleich.

Question 50

Was beschreibt die Pollage einer Übertragungsfunktion?

Accepted Answer

Die Stabilität des Systems.

Answer

Das Frequenzverhalten des Systems.

Answer

Die Verstärkung des Systems.

Question 51

Welche Übertragungsfunktion beschreibt ein System mit einer Resonanzfrequenz?

Accepted Answer

G(s) = ωn^2 / (s^2 + 2ζωns + ωn^2)

Answer

G(s) = ωn / (s^2 + 2ζωns + ωn^2)

Answer

G(s) = ωn / (s - 2ζωns + ωn^2)

Answer

G(s) = ωn^2 / (s + 2ζωns + ωn^2)

Question 52

Welche Aussage ist richtig für ein System zweiter Ordnung?

Accepted Answer

Es kann unter- oder überdämpft sein.

Answer

Es hat immer eine positive Verstärkung.

Answer

Es ist immer stabil.

Answer

Es hat keine Nullstellen.

Question 53

Welche Aussage über die Übertragungsfunktion eines Systems ist richtig?

Accepted Answer

Sie beschreibt das Verhältnis von Ausgangs- zu Eingangssignal im Laplace-Bereich.

Answer

Sie beschreibt die Sprungantwort des Systems im Zeitbereich.

Answer

Sie beschreibt das Verhältnis von Eingangs- zu Ausgangssignal im Zeitbereich.

Question 54

In einem Feder-Masse-Dämpfer-System, welches Element repräsentiert die Trägheit des Systems in der zugehörigen Übertragungsfunktion?

Accepted Answer

Masse

Answer

Anfangsbedingung

Answer

Dämpfer

Answer

Feder

Question 55

Welche der folgenden ist die Übertragungsfunktion eines idealen Integrators?

Accepted Answer

1/s

Answer

1/(s^2)

Answer

s^2

Answer

s

Question 56

Welche Aussage über die Pole einer Übertragungsfunktion ist korrekt?

Accepted Answer

Pole auf der imaginären Achse der s-Ebene führen zu einem grenzstabilen System.

Answer

Pole im linken Teil der s-Ebene führen immer zu instabilen Systemen.

Answer

Die Lage der Pole hat keinen Einfluss auf das dynamische Verhalten des Systems.

Question 57

Ein RC-Glied wird als Tiefpassfilter verwendet. Wo befindet sich der Pol seiner Übertragungsfunktion?

Accepted Answer

s = -1/(RC)

Answer

s = 1/(RC)

Answer

Es gibt keinen Pol.

Answer

s = 0

Question 58

Was ist ein Vorteil der Darstellung eines linearen, zeitinvarianten Systems (LTI-System) im Frequenzbereich gegenüber der Darstellung im Zeitbereich?

Accepted Answer

Vereinfachte Analyse des Systemverhaltens bei sinusförmigen Eingangssignalen.

Answer

Geringerer Rechenaufwand bei der Simulation von beliebigen Systemen.

Answer

Direkte Darstellung des zeitlichen Verlaufs der Systemantwort.

Question 59

Welches Werkzeug eignet sich zur grafischen Darstellung des Frequenzgangs eines Systems?

Accepted Answer

Bode-Diagramm

Answer

Signalflussbild

Answer

Pol-Nullstellen-Diagramm

Answer

Zustandsraumdarstellung

Question 60

Ein Feder-Masse-System besitzt eine Federkonstante von 100 N/m und eine Masse von 1 kg. Welche Übertragungsfunktion beschreibt dieses System?

Accepted Answer

G(s) = 100 / (s^2 + 100)

Answer

G(s) = 100 / s^2

Answer

G(s) = 100s / (s^2 + 100)

Answer

G(s) = 100s / (s + 100)

Question 61

Ein elektrisches Netzwerk besteht aus einer Induktivität von 1 H und einem Widerstand von 10 Ohm. Wie lautet die Übertragungsfunktion dieses Netzwerks?

Accepted Answer

G(s) = 1 / (s + 10)

Answer

G(s) = 10 / s

Answer

G(s) = 1 / (10s + 1)

Answer

G(s) = s / (s + 10)

Question 62

Welche Aussage über die Übertragungsfunktion eines PT1-Gliedes ist korrekt?

Accepted Answer

Der Amplitudengang fällt mit -20 dB/Dekade ab.

Answer

Die Übertragungsfunktion ist instabil.

Answer

Die Phasenverschiebung beträgt bei niedrigen Frequenzen 0 Grad.

Answer

Die Grenzfrequenz entspricht dem Nulldurchgang des Amplitudengangs.

Question 63

Eine Übertragungsfunktion mit einem Zählergrad von 1 und einem Nennergrad von 2 wird als welches Glied bezeichnet?

Accepted Answer

PT2-Glied

Answer

PT1-Glied

Answer

I-Glied

Question 64

Eine Regelstrecke hat die Übertragungsfunktion G(s) = (s+1) / (s+2). Welches Element befindet sich bei s=-2?

Accepted Answer

Ein Pol

Answer

Eine Nullstelle

Answer

Eine Nullstelle