Stabilitätsanalyse im Laplace-Bereich: Online-Quizze für Regelungstechnik

Question 1

Was beschreibt das Nyquist-Kriterium?

Accepted Answer

Ein grafisches Verfahren zur Stabilitätsanalyse von Regelkreisen im Frequenzbereich.

Answer

Eine Methode zur Bestimmung der Pol-Nullstellen eines Systems.

Answer

Ein Kriterium zur Bestimmung der Grenzfrequenz eines Systems.

Answer

Ein Verfahren zur Optimierung der Regelkreisparameter.

Question 2

Polstellen in einer Laplace-Übertragungsfunktion:

Accepted Answer

Bestimmen die Stellen, an denen die Übertragungsfunktion unendlich wird.

Answer

Bestimmen die Stellen, an denen die Übertragungsfunktion Null wird.

Answer

Bestimmen die Verstärkung des Systems.

Question 3

Die Bode-Phasengangkurve gibt Aufschluss über:

Accepted Answer

Zeitverzögerung des Systems

Answer

Die Verstärkung des Systems

Question 4

Ein System zweiter Ordnung besitzt:

Accepted Answer

Zwei Pole und zwei Nullstellen

Answer

Es hat einen Pol und zwei Nullstellen.

Question 5

Welche der folgenden Aussagen zur Stabilitätsanalyse im Laplace-Bereich ist korrekt?

Accepted Answer

Sie bestimmt die Stabilität eines Systems basierend auf der Anzahl der Pole in der rechten Halbebene der komplexen Ebene.

Answer

Sie kann verwendet werden, um die Zeitkonstanten eines Systems zu ermitteln.

Answer

Sie liefert keine Informationen über die Stabilität eines Systems.

Answer

Sie basiert auf dem Nyquist-Kriterium.

Question 6

Welche der folgenden Bedingungen muss für die Stabilität eines Systems im Laplace-Bereich erfüllt sein?

Accepted Answer

Alle Pole müssen in der linken Halbebene der komplexen Ebene liegen.

Answer

Alle Pole müssen in der rechten Halbebene der komplexen Ebene liegen.

Answer

Alle Nullstellen müssen in der linken Halbebene der komplexen Ebene liegen.

Answer

Alle Nullstellen müssen in der rechten Halbebene der komplexen Ebene liegen.

Question 7

Was bedeutet es, wenn der Phasenwinkel eines Bode-Diagramms bei der Grenzfrequenz -90° beträgt?

Accepted Answer

Das System hat einen Phasennachlauf.

Answer

Das System hat einen Phasenvorlauf.

Answer

Das System hat einen Phasenverschiebung von 180°.

Answer

Das System ist instabil.

Question 8

Was ist der Hauptvorteil der Stabilitätsanalyse im Laplace-Bereich gegenüber anderen Stabilitätsanalysemethoden?

Accepted Answer

Sie ermöglicht die Untersuchung der Stabilität bei komplexen Übertragungsfunktionen.

Answer

Sie ist einfach anzuwenden und erfordert keine fortgeschrittenen mathematischen Kenntnisse.

Answer

Sie liefert genaue Ergebnisse auch für nichtlineare Systeme.

Answer

Sie kann die Stabilität bei jeder Eingangsform bestimmen.

Question 9

Bei der Pol-Nullstellen-Analyse werden die Stabilität eines Systems durch Betrachtung der Anzahl und Lage der:

Accepted Answer

Pole und Nullstellen im Laplace-Bereich

Answer

Pole und Nullstellen im Frequenzbereich

Answer

Pole und Nullstellen im Zeitbereich

Answer

Wurzeln und Residuen im Laplace-Bereich

Question 10

Das Bode-Diagramm stellt grafisch dar:

Accepted Answer

den Betrag und die Phase einer Übertragungsfunktion im Frequenzbereich

Answer

die Pole und Nullstellen einer Übertragungsfunktion im Laplace-Bereich

Answer

die Impulsantwort eines Systems im Zeitbereich

Answer

die Sprungantwort eines Systems im Zeitbereich

Question 11

Eine notwendige Bedingung für die Stabilität eines Systems im Laplace-Bereich ist, dass:

Accepted Answer

alle Pole negative Realteile haben

Answer

alle Pole im rechten Halbebene liegen

Answer

die Anzahl der Pole gleich der Anzahl der Nullstellen ist

Answer

das System eine minimalphasig ist

Question 12

Welche Größe beeinflusst die Stabilität eines linearen Systems im Laplace-Bereich nicht?

Accepted Answer

Art der Eingabe

Answer

Lage der Pole und Nullstellen

Answer

Reihenfolge des Systems

Answer

Vorhandensein von Zeitverzögerungen

Question 13

Eine Möglichkeit zur Stabilisierung eines instabilen Systems ist:

Accepted Answer

Hinzufügen eines Kompensationsnetzwerks

Answer

Erhöhen der Verstärkung des Systems

Answer

Reduzieren der Bandbreite des Systems

Answer

Erhöhen der Phasennachlaufs

Question 14

Welche Aussage über die Stabilität im Laplace-Bereich ist falsch?

Accepted Answer

Ein System kann stabil sein, auch wenn es komplexe konjugierte Pole auf der imaginären Achse hat

Answer

Ein System ist stabil, wenn alle seine Pole in der linken Halbebene der Laplace-Ebene liegen

Answer

Ein System ist instabil, wenn es mindestens einen Pol in der rechten Halbebene der Laplace-Ebene hat

Answer

Ein System mit einem Pol im Ursprung kann instabil sein

Question 15

Welche Vor- und Nachteile hat das Nyquist-Kriterium im Vergleich zu anderen Methoden zur Stabilitätsanalyse? Erläutere seine Anwendbarkeit und Grenzen.

Accepted Answer

Das Nyquist-Kriterium hat Vor- und Nachteile sowie Anwendbarkeitsgrenzen.

Answer

Das Nyquist-Kriterium ist für alle Regelungssysteme anwendbar.

Answer

Das Nyquist-Kriterium liefert immer genaue Stabilitätsinformationen.

Question 16

Die Pol-Nullstellen-Analyse basiert auf der Untersuchung der:

Accepted Answer

Pols und Nullstellen der Systemübertragungsfunktion

Answer

Phasengang

Answer

Frequenzgang

Answer

Sprungantwort

Question 17

Wenn alle Pole der Systemübertragungsfunktion in der linken Halbebene liegen, ist das System:

Accepted Answer

Stabil

Answer

Unterkritisch gedämpft

Answer

Grenzwertig stabil

Answer

Instabil

Question 18

Die Verstärkung eines Systems im Bode-Diagramm beträgt bei allen Frequenzen 0 dB. Was kann über die Stabilität des Systems gesagt werden?

Accepted Answer

Die Stabilität des Systems hängt vom Phasenverlauf ab

Answer

Das System ist instabil

Answer

Das System ist stabil

Question 19

Welche Aussage über die Phasenreserve eines Systems ist korrekt?

Accepted Answer

Eine positive Phasenreserve verbessert die Stabilität des Systems

Answer

Eine negative Phasenreserve verbessert die Stabilität des Systems

Answer

Eine Phasenreserve von 180° garantiert Stabilität

Question 20

Ein System mit einer Verzögerungszeit kann zu folgenden Stabilitätsproblemen führen:

Accepted Answer

Verminderte Phasenreserve

Answer

Vergrößerte Bandbreite

Answer

Erhöhte Verstärkung

Answer

Reduzierte Dämpfung

Question 21

Welches Verfahren ist am besten geeignet, um die Stabilität eines Regelkreises mit nichtlinearen Elementen zu untersuchen?

Accepted Answer

Lyapunov-Stabilitätstheorie

Answer

Bode-Diagramm

Answer

Nyquist-Kriterium

Answer

Pol-Nullstellen-Analyse

Question 22

Welche Aussage trifft im Laplace-Bereich auf ein stabiles System zu?

Accepted Answer

Alle Pole liegen links von der imaginären Achse im s-Diagramm.

Answer

Alle Pole liegen rechts von der imaginären Achse im s-Diagramm.

Answer

Alle Pole liegen auf der imaginären Achse im s-Diagramm.

Question 23

Welche Informationen liefert das Bode-Diagramm eines Systems?

Accepted Answer

Amplitude und Phase der Übertragungsfunktion in Abhängigkeit von der Frequenz

Answer

Pole und Nullstellen der Übertragungsfunktion

Answer

Stabilitätsgrenzen des Systems

Question 24

Welches Stabilitätskriterium betrachtet die Schleifenübertragungsfunktion um den kritischen Punkt (-1,0)?

Accepted Answer

Nyquist-Kriterium

Answer

Pol-Nullstellen-Analyse

Answer

Routh-Hurwitz-Kriterium

Answer

Bode-Diagramm

Question 25

Welche Aussage über die Pol-Nullstellen-Analyse ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ermöglicht die Bestimmung der Stabilität eines Systems, indem die Anzahl der Pole und Nullstellen in der rechten und linken Halbebene des s-Diagramms verglichen wird.

Answer

Sie ist nur für Systeme erster Ordnung anwendbar.

Question 26

Was passiert mit einem System, wenn ein Pol die imaginäre Achse im s-Diagramm überschreitet?

Accepted Answer

Es wird instabil.

Answer

Es bleibt stabil.

Answer

Es wird marginal stabil.

Answer

Es wird asymptotisch stabil.

Question 27

Welches Diagramm zeigt den Frequenzgang eines stabilen Systems?

Accepted Answer

Ein Diagramm, bei dem die Amplitudenkurve bei hohen Frequenzen mit einer Steigung von -20 dB/Dekade abfällt.

Answer

Ein Diagramm, bei dem die Amplitudenkurve bei hohen Frequenzen mit einer Steigung von -40 dB/Dekade abfällt.

Question 28

Die Stabilitätsanalyse im Laplace-Bereich dient dazu, die Stabilität von:

Accepted Answer

Regelungssystemen

Answer

mechanischen Systemen

Answer

elektrischen Netzwerken

Question 29

Welche Methode gehört NICHT zur Stabilitätsanalyse im Laplace-Bereich?

Accepted Answer

Routh-Kriterium

Answer

Nyquist-Kriterium

Answer

Pol-Nullstellen-Analyse

Question 30

Für die Stabilität eines Systems im Laplace-Bereich gilt:

Accepted Answer

Alle Polstellen liegen in der linken Halbebene der s-Ebene.

Answer

Alle Polstellen liegen in der rechten Halbebene der s-Ebene.

Answer

Es gibt keine allgemeine Stabilitätsbedingung.

Question 31

Die Pol-Nullstellen-Analyse ermöglicht:

Accepted Answer

Bestimmung der Stabilität und Analyse der dynamischen Eigenschaften eines Systems.

Answer

nur die Bestimmung der Stabilität eines Systems.

Question 32

Die Bedingung für die Instabilität eines Systems im Laplace-Bereich lautet:

Accepted Answer

Mindestens eine Polstelle liegt in der rechten Halbebene der s-Ebene.

Answer

Es gibt keine Polstellen.

Answer

Alle Polstellen liegen in der linken Halbebene der s-Ebene.

Question 33

Die Laplace-Transformation konvertiert:

Accepted Answer

Zeitfunktionen in s-Bereichsfunktionen.

Answer

s-Bereichsfunktionen in Zeitfunktionen.

Answer

Frequenzgangfunktionen in Zeitfunktionen.

Question 34

Das Bode-Diagramm dient dazu:

Accepted Answer

Ermittlung der Frequenzgänge eines Systems für Amplitude und Phase.

Answer

Bestimmung der Stabilität eines Systems.

Answer

nur für Systeme mit einem einzigen Eingang und einem einzigen Ausgang anwendbar.

Question 35

Ein System ist stabil, wenn:

Accepted Answer

alle Pole der Übertragungsfunktion in der linken Halbebene der komplexen Ebene liegen.

Answer

der Betrag der Übertragungsfunktion für alle Frequenzen kleiner als 1 ist.

Answer

alle Nullstellen der Übertragungsfunktion in der linken Halbebene der komplexen Ebene liegen.

Question 36

Das Nyquist-Kriterium besagt, dass ein System stabil ist, wenn:

Accepted Answer

der Nyquist-Pfad den Punkt (-1, 0) im komplexen Frequenzbereich nicht umschließt.

Answer

der Nyquist-Pfad den Punkt (1, 0) im komplexen Frequenzbereich umschließt.

Answer

der Nyquist-Pfad den Punkt (0, -1) im komplexen Frequenzbereich umschließt.

Question 37

Welches Diagramm wird verwendet, um die Stabilität eines Systems anhand von Frequenzganginformationen zu analysieren?

Accepted Answer

Bode-Diagramm

Answer

Pol-Nullstellen-Diagramm

Answer

Nyquist-Diagramm

Answer

Phasen-Diagramm

Question 38

Ein System mit einer Übertragungsfunktion G(s) = 1/(s+1) ist:

Accepted Answer

stabil

Answer

marginal stabil

Answer

instabil

Question 39

Welche Aussage über den Phasenrand eines stabilen Systems ist korrekt?

Accepted Answer

Der Phasenrand ist positiv.

Answer

Der Phasenrand ist unbestimmt.

Answer

Der Phasenrand ist Null.

Answer

Der Phasenrand ist negativ.

Question 40

Welches Werkzeug wird verwendet, um die Stabilität eines Systems durch Simulation zu untersuchen?

Accepted Answer

Simulink

Answer

Matlab

Answer

Python

Question 41

Ein System ist marginal stabil, wenn:

Accepted Answer

ein Pol der Übertragungsfunktion auf der imaginären Achse liegt.

Answer

alle Pole der Übertragungsfunktion in der linken Halbebene der komplexen Ebene liegen.

Answer

alle Pole der Übertragungsfunktion in der rechten Halbebene der komplexen Ebene liegen.

Question 42

Wie beeinflusst die Verstärkung eines Systems den Phasenrand?

Accepted Answer

Eine Erhöhung der Verstärkung verringert den Phasenrand.

Answer

Eine Erhöhung der Verstärkung hat keinen Einfluss auf den Phasenrand.

Answer

Eine Erhöhung der Verstärkung erhöht den Phasenrand.

Question 43

Welcher der folgenden Faktoren beeinflusst die Stabilität eines Regelungssystems?

Accepted Answer

Alle genannten Faktoren

Answer

Die Art des Reglers

Answer

Die Art der Regelstrecke

Answer

Die Übertragungsfunktion des Systems

Question 44

Was ist der Zweck der Stabilitätsanalyse im Laplace-Bereich?

Accepted Answer

Zu bestimmen, ob ein System stabil ist oder nicht, und die Stabilitätsmargen zu bestimmen.

Answer

Die Übertragungsfunktion eines Systems zu berechnen.

Answer

Die Zeitantwort eines Systems zu berechnen.