Regelungstechnische Berechnungen: Quizze und Übungen für Elektroniker/innen

Question 1

Welche Aussage zur Stabilitätsbedingung nach Nyquist ist richtig?

Accepted Answer

Die Ortskurve darf den negativen Realteil der komplexen Ebene nicht umschließen.

Answer

Die Ortskurve muss den negativen Realteil der komplexen Ebene umschließen.

Answer

Die Ortskurve darf die Einheitskreis nicht schneiden.

Answer

Keine der Aussagen ist korrekt.

Question 2

Welche Eigenschaft hat ein Regelkreis mit instabilem Verhalten?

Accepted Answer

Ungedämpfte Schwingungen

Answer

Gedämpfte Schwingungen

Answer

Kritisch gedämpfte Schwingungen

Answer

Der Regelkreis ist stabil.

Question 3

Welche der folgenden Reglerstrukturen ist eine Rückkopplungsstruktur?

Accepted Answer

Geschlossener Regelkreis

Answer

Offener Regelkreis

Answer

Serienregelung

Answer

Parallelschaltung

Question 4

Was beschreibt das Bode-Diagramm?

Accepted Answer

Grafische Darstellung von Amplituden- und Phasengängen im Frequenzbereich

Answer

Direkte Bestimmung der Stabilität eines Regelkreises

Answer

Darstellung des Nyquist-Pfades

Answer

Unabhängig von der Betriebsart

Question 5

Welches Diagramm zeigt den Amplituden- und Phasenverlauf eines Regelkreises in Abhängigkeit von der Frequenz?

Accepted Answer

Bode-Diagramm

Answer

Ortskurve

Answer

Nyquist-Diagramm

Answer

Root-Locus-Diagramm

Question 6

Welche der folgenden Aussagen zur Übertragungsfunktion eines Systems ist korrekt?

Accepted Answer

Sie beschreibt den mathematischen Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangsgröße.

Answer

Sie ist immer eine ganzzahlige Funktion.

Answer

Sie gibt lediglich die Maßeinheit der Eingangs- und Ausgangsgröße an.

Question 7

Was stellt das Bode-Diagramm dar?

Accepted Answer

Den Frequenzgang eines Systems in Amplituden- und Phasendiagramm.

Answer

Das transienten Verhalten eines Regelkreises.

Answer

Die Blockschaltung des Regelkreises.

Question 8

Welches Kriterium zur Stabilitätsanalyse wird im Frequenzbereich angewendet?

Accepted Answer

Das Nyquist-Kriterium

Answer

Das Wurzelortsverfahren

Answer

Das Routh-Hurwitz-Kriterium

Question 9

Welche Aussage zur Stabilitätsanalyse eines Regelkreises ist richtig?

Accepted Answer

Ein System ist stabil, wenn alle seine Pole in der linken Halbebene der komplexen Ebene liegen.

Answer

Ein System ist instabil, wenn seine Verstärkung kleiner als 1 ist.

Answer

Ein System ist stabil, wenn die Phase des offenen Regelkreises bei der Grenzfrequenz 180° beträgt.

Question 10

Welche Auswirkung hat die Totzeit in einem Regelkreis?

Accepted Answer

Sie bewirkt eine Phasenverschiebung im Frequenzgang.

Answer

Sie erhöht die Verstärkung des Systems.

Answer

Sie hat keinen Einfluss auf die Stabilität des Systems.

Question 11

Was ist das primäre Ziel der Regelungstechnik?

Accepted Answer

Optimierung des Systemverhaltens, um vorgegebene Anforderungen zu erfüllen.

Answer

Beseitigung von Störungen im System.

Answer

Erhöhung der Effizienz des Systems.

Question 12

Welche Einheit wird für die Zeitkonstante verwendet?

Accepted Answer

Sekunden

Answer

Dezibel

Answer

Hertz

Answer

Grad

Question 13

Was ist ein Vorteil der Verwendung von Simulationssoftware in der Regelungstechnik?

Accepted Answer

Ermöglicht das Testen von Systemen ohne physische Implementierung

Answer

Eliminiert die Notwendigkeit mathematischer Berechnungen

Answer

Garantiert immer genaue Ergebnisse

Question 14

Welche Regelungsart gewährleistet eine konstante Regelgröße im eingeschwungenen Zustand?

Accepted Answer

PI-Regelung

Answer

I-Regelung

Answer

P-Regelung

Question 15

Welches Element in einem Regelkreis dient zur Abschwächung von Störungen?

Accepted Answer

Störgrößenaufschaltung

Answer

Führungsgröße

Answer

Messglied

Answer

Regler

Question 16

Welcher Reglertyp verfügt über einen integrierenden Anteil?

Accepted Answer

PI-Regler

Answer

P-Regler

Answer

PD-Regler

Answer

D-Regler

Question 17

Was gibt der Betrag einer Übertragungsfunktion im Bode-Diagramm an?

Accepted Answer

Verstärkung

Answer

Phasenwinkel

Answer

Dämpfung

Answer

Zeitkonstante

Question 18

Was ist das Ziel der Regelungstechnik?

Accepted Answer

Sicherstellen des gewünschten Verhaltens eines Systems

Answer

Reduzierung der Kosten eines Systems

Answer

Maximierung der Effizienz eines Systems

Question 19

Welche Art von Übertragungsfunktion beschreibt ein System, dessen Ausgang proportional zum Integral des Eingangs ist?

Accepted Answer

Integrierglied

Answer

Verzögerungsglied

Answer

PT1-Glied

Answer

Differenzierglied

Question 20

Was ist die Einheit der Zeitkonstante einer Übertragungsfunktion?

Accepted Answer

Sekunden

Answer

Volt

Answer

Hertz

Answer

Ampere

Question 21

Welche der folgenden Frequenzen ist die Grenzfrequenz einer Übertragungsfunktion?

Accepted Answer

Die Frequenz, bei der die Verstärkung um 3 dB abfällt

Answer

Die Frequenz, bei der die Zeitkonstante am größten ist

Answer

Die Frequenz, bei der die Phase 90° beträgt

Question 22

Welchen Vorteil bietet die Verwendung von Blockschaltbildern in der Regelungstechnik?

Accepted Answer

Ermöglichung der modularen Darstellung und Analyse komplexer Systeme

Answer

Überflüssigmachung der grafischen Darstellung von Regelkreisen

Answer

Verringerung des Rechenaufwands bei der Berechnung von Übertragungsfunktionen

Question 23

Welches Kriterium ist für die Stabilität eines linearen Regelkreises notwendig und ausreichend?

Accepted Answer

Das Nyquist-Kriterium

Answer

Das Wurzelortskurvenplot

Answer

Das Bode-Diagramm

Question 24

Welche Eigenschaft beschreibt Übertragungsfunktionen?

Accepted Answer

Mathematisches Verhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangssignal

Answer

Angabe der Verstärkung der Regelung

Answer

Immer frequenzabhängig

Question 25

Welches Diagramm dient zur Darstellung der Frequenzabhängigkeit einer Übertragungsfunktion?

Accepted Answer

Bode-Diagramm

Answer

Root-Locus-Diagramm

Answer

Smith-Diagramm

Answer

Phasendiagramm

Question 26

Welches der aufgeführten Nyquist-Kriterien steht für Stabilität?

Accepted Answer

Die Ortskurve umschließt den Punkt (-1, 0) nicht.

Answer

Die Ortskurve verläuft immer unterhalb der reellen Achse.

Answer

Der Phasenwinkel ist bei der Grenzfrequenz größer als 180°.

Question 27

Welche Regelart führt zu einem bleibenden Regelfehler?

Accepted Answer

P-Regelung

Answer

PD-Regelung

Answer

PI-Regelung

Answer

PID-Regelung

Question 28

Welche Größe charakterisiert die Schnelligkeit einer Regelung?

Accepted Answer

Anstiegszeit

Answer

Regeldifferenz

Answer

Überschwingweite

Answer

Setzzeit

Question 29

Wie berechnet sich die Grenzfrequenz einer Übertragungsfunktion zweiter Ordnung?

Accepted Answer

ωg = √(K/(2ζσ))

Answer

ωg = K*(2ζσ)

Answer

ωg = K/(2ζσ)

Answer

ωg = √(K*(2ζσ))

Question 30

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Übertragungsfunktion eines Verzögerungsglieds erster Ordnung korrekt?

Accepted Answer

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

Answer

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

Answer

G(s) = K(1 + sT)

Answer

G(s) = Ke^(-sT)

Question 31

Welche Formel beschreibt die Grenzfrequenz eines Systems erster Ordnung?

Accepted Answer

1 / (2πT)

Answer

π / T

Answer

1 / T

Answer

2πT

Question 32

Welches Stabilitätskriterium kann verwendet werden, um die Stabilität eines Regelkreises mit offenem Regelkreis zu bestimmen?

Accepted Answer

Routh-Hurwitz-Kriterium

Answer

Nyquist-Diagramm

Answer

Bode-Diagramm

Answer

Laplace-Transformation

Question 33

Welcher Vorteil einer PID-Regelung gegenüber einer P-Regelung ist besonders hervorzuheben?

Accepted Answer

Verbesserte Störgrößenkompensation

Answer

Höhere Stabilität

Answer

Geringere Verstärkung

Answer

Schnellere Regelzeit

Question 34

Welches Ziel wird mit einer Regelung unter Verwendung eines statistischen Entkopplungsreglers verfolgt?

Accepted Answer

Eliminierung von Wechselwirkungen zwischen Regelkreisen

Answer

Erhöhung der Regelgüte

Answer

Verringerung der Stellzeit

Question 35

Welche Art von Regelkreis hat einen Rückkopplungspfad?

Accepted Answer

Geschlossener Regelkreis

Answer

Offener Regelkreis

Answer

Linearer Regelkreis

Question 36

Welche der folgenden Informationen liefert ein Bode-Diagramm?

Accepted Answer

Amplituden- und Phasenverschiebungscharakteristiken über die Frequenz

Answer

Nur Phasenverschiebungscharakteristiken

Answer

Informationen über die Stabilität

Answer

Nur Amplitudencharakteristiken

Question 37

Welches Kriterium wird zur Überprüfung der Stabilität eines Regelkreises mit Hilfe eines Bode-Diagramms herangezogen?

Accepted Answer

Gain-Phasen-Rand

Answer

Routh-Hurwitz-Kriterium

Answer

Barkhausen-Kriterium

Answer

Nyquist-Stabilitätskriterium

Question 38

Wie lautet die Grenzfrequenz eines PT1-Gliedes mit einer Zeitkonstante von 1 Sekunde?

Accepted Answer

1 Hz

Answer

unendlich (∞)

Answer

0,5 Hz

Answer

2 Hz

Question 39

Nennen Sie den wichtigen Unterschied zwischen einem PI- und einem PD-Regler.

Accepted Answer

Ein PI-Regler besitzt einen Integralanteil, der bei bleibender Regelabweichung die Stellgröße vergrößert, während ein PD-Regler einen Differenzieranteil hat, der die Stellgröße bei schnellen Änderungen der Regelabweichung vergrößert.

Answer

Ein PD-Regler ist stabiler als ein PI-Regler.

Question 40

Welche der folgenden Aussagen über einen Regelkreis mit Totzeit ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Die Totzeit kann die Stabilität des Regelkreises verbessern.

Answer

Die Totzeit kann durch einen Regler mit Vorhaltezeit kompensiert werden.

Answer

Die Totzeit verursacht eine Verzögerung im Regelkreis.

Question 41

Was ist das übergeordnete Ziel der Regelungstechnik?

Accepted Answer

Steuerung eines Systems, um ein gewünschtes Ausgangsverhalten zu erreichen

Answer

Analyse und Messung von Systemen

Answer

Entwicklung neuer elektronischer Komponenten

Question 42

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt eine Übertragungsfunktion erster Ordnung für ein System mit einem Eingang u(t) und einem Ausgang y(t)?

Accepted Answer

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

Answer

G(s) = K / sT

Answer

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

Answer

G(s) = K(sT + 1)

Question 43

Was ist die Grenzfrequenz f_g einer Übertragungsfunktion erster Ordnung in Hertz?

Accepted Answer

f_g = 1 / (2πT)

Answer

f_g = 1 / T

Answer

f_g = 2π / T

Answer

f_g = πT / 2

Question 44

Welcher der folgenden Parameter hat keinen Einfluss auf die Stabilität eines Regelkreises mit Rückführung?

Accepted Answer

Regelstrecke

Answer

Rückführfaktor

Answer

Verzögerungszeit

Answer

Reglerparameter

Question 45

Was besagt das Nyquist-Stabilitätskriterium?

Accepted Answer

Ein Regelkreis ist stabil, wenn die Ortskurve der offenen Schleife den negativen Realteil der komplexen Ebene nicht umschließt.

Answer

Ein Regelkreis ist instabil, wenn die Ortskurve der offenen Schleife im Uhrzeigersinn verläuft.

Question 46

Welche der folgenden Aussagen über die Stellgröße ist korrekt?

Accepted Answer

Die Stellgröße beeinflusst die Regelgröße.

Answer

Die Stellgröße ist immer negativ.

Answer

Die Stellgröße hat keinen Einfluss auf die Regelgröße.

Question 47

Welche Einheit hat die Zeitkonstante einer Übertragungsfunktion erster Ordnung?

Accepted Answer

Sekunden

Answer

Hertz

Answer

Kelvin

Answer

Dezibel