Steuerungstechnik in der Mechatronik: Quizfragen und Übungen

Question 1

Welches der folgenden Systeme ist kein Regelkreis?

Accepted Answer

Offener Kreislauf

Answer

Geschwindigkeitsregelanlage

Answer

Temperaturregelanlage

Answer

Drosselklappenregelanlage

Question 2

Welche Größe wird in einem PID-Regler nicht berücksichtigt?

Accepted Answer

Störgröße

Answer

Regeldifferenz

Answer

Integralanteil

Answer

Differenzanteil

Question 3

Welcher Sensor wird zur Positionserfassung in mechatronischen Systemen verwendet?

Accepted Answer

Drehgeber

Answer

Temperatursensor

Answer

Beschleunigungssensor

Answer

Näherungssensor

Question 4

Welche Aufgabe hat ein Stellglied in einem Regelkreis?

Accepted Answer

Beeinflussen der Stellgröße

Answer

Messen der Regelgröße

Answer

Vergleichen der Regelgröße mit dem Sollwert

Answer

Berechnen des Regelfehlers

Question 5

Welche Aussage zur Steuerungstechnik ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ermöglicht die Automatisierung komplexer Prozesse.

Answer

Sie ist nur in industriellen Anwendungen relevant.

Answer

Sie befasst sich ausschließlich mit der Regelung elektrischer Größen.

Answer

Sie hat keine Bedeutung für die Mechatronik.

Question 6

In welcher Form liegt eine Regelgröße in einem digitalen Regelkreis typischerweise vor?

Accepted Answer

Digitalsignal

Answer

Analogsignal

Answer

Pneumatisches Signal

Answer

Hydraulisches Signal

Question 7

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Aufgabe eines Regelkreises am besten?

Accepted Answer

Eine bestimmte Größe wird durch Vergleich mit einem Referenzwert konstant gehalten.

Answer

Abweichungen werden gemessen und angezeigt.

Answer

Elektrische Signale werden verstärkt.

Answer

Analoge Signale werden in digitale Signale umgewandelt.

Question 8

Welche Regelungsart wird verwendet, um die Drehzahl eines Motors zu steuern?

Accepted Answer

PID-Regelung

Answer

P-Regelung

Answer

PI-Regelung

Answer

PD-Regelung

Question 9

Welche Eigenschaft ist für ein stabiles Regelverhalten unerlässlich?

Accepted Answer

Negative Rückkopplung

Answer

Hoher Regelungsfaktor

Answer

Kurze Ansprechzeit

Answer

Positive Verstärkung

Question 10

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

Accepted Answer

Eine geschlossene Regelung verwendet Rückkopplung, eine offene Regelung nicht.

Answer

Eine offene Regelung misst die Regelgröße nicht, eine geschlossene Regelung hingegen schon.

Answer

Eine offene Regelung ist schneller als eine geschlossene Regelung.

Answer

Eine offene Regelung benötigt keine Sensoren.

Question 11

Welche Größe wird in einem Geschwindigkeitsregelkreis als Regelgröße gemessen?

Accepted Answer

Drehzahl

Answer

Drehmoment

Answer

Position

Answer

Beschleunigung

Question 12

In welcher Anwendung wird häufig eine Positionsregelung eingesetzt?

Accepted Answer

Steuerung von Roboterarmen

Answer

Regelung der Lampenhelligkeit

Answer

Temperaturregelung von Öfen

Answer

Geschwindigkeitsregelung von Fahrzeugen

Question 13

Was ist ein Blockschaltbild und wozu wird es in der Regelungstechnik verwendet?

Accepted Answer

Ein Diagramm, das die Komponenten und Signalflüsse eines Regelkreises darstellt.

Answer

Ein Schaltplan, der die elektrische Verdrahtung zeigt.

Answer

Eine mathematische Gleichung, die das Regelverhalten beschreibt.

Answer

Eine Software, mit der Regelkreise simuliert werden.

Question 14

Welche Komponente ist für die Wandlung analoger Signale in digitale Signale in einer Regelung verantwortlich?

Accepted Answer

Analog-Digital-Wandler (ADC)

Answer

Digital-Analog-Wandler (DAC)

Answer

Operationsverstärker

Answer

Mikrocontroller

Question 15

Welche Regelungsart ist für Systeme mit langen Reaktionszeiten geeignet, um dauerhafte Abweichungen vom Sollwert zu verhindern?

Accepted Answer

Integralregelung (I-Regelung)

Answer

Proportionalregelung (P-Regelung)

Answer

Proportional-Differentialregelung (PD-Regelung)

Question 16

Welche Maßnahme dient der Störgrößenkompensation in Regelkreisen?

Accepted Answer

Einsatz eines Störgrößenbeobachters

Answer

Anpassung der Sollgröße

Answer

Erhöhung des Regelparameters

Answer

Vergrößerung des Regelfehlers

Question 17

Welches Element wandelt den Stellwert in eine physikalische Größe um?

Accepted Answer

Aktor

Answer

Regler

Answer

Messgröße

Answer

Sensor

Question 18

Welche der folgenden Aussagen über Sensorik ist korrekt?

Accepted Answer

Sensorik misst die Regelgröße.

Answer

Sensorik wandelt Bewegungen in elektrische Signale um.

Answer

Sensorik ist ein aktives Element im Regelkreis.

Answer

Sensorik empfängt und verarbeitet Stellwerte.

Question 19

Was ist das Ziel der Zustandsregelung?

Accepted Answer

Aufrechterhaltung eines gewünschten Zustands

Answer

Kompensation von Störeinflüssen

Answer

Anpassung der Sollwerte

Answer

Erkennung von Fehlern

Question 20

Was ist die Hauptaufgabe eines Reglers in einem mechatronischen System?

Accepted Answer

Berechnung des Stellwerts

Answer

Umwandlung physikalischer Größen in elektrische Signale

Answer

Verstärkung von Messsignalen

Answer

Filterung von Rauschen

Question 21

Welche Aussage zur Geschwindigkeitsregelung in mechatronischen Systemen ist zutreffend?

Accepted Answer

Die Geschwindigkeitsregelung strebt an, die Geschwindigkeit auf einem konstanten Wert zu halten, unabhängig von äußeren Einflüssen.

Answer

Die Geschwindigkeitsregelung misst die Drehzahl nicht.

Question 22

Welcher Reglertyp wird in der Regel für die Positionsregelung in mechatronischen Systemen verwendet?

Accepted Answer

PID-Regler

Answer

P-Regler

Answer

PI-Regler

Question 23

Welche Aufgabe hat der Sollwert in einem mechatronischen Steuerungssystem?

Accepted Answer

Er definiert den angestrebten Wert der Regelgröße.

Answer

Er verstärkt das Steuersignal.

Answer

Er misst die tatsächliche Regelgröße.

Answer

Er begrenzt die Regelabweichung.

Question 24

Welche Komponente ist für die Messung der Regelgröße in einem mechatronischen System zuständig?

Accepted Answer

Sensor

Answer

Aktor

Answer

Steuerung

Answer

Regler

Question 25

Welches Hauptziel verfolgt eine offene Regelkreisregelung in der Mechatronik?

Accepted Answer

Erhaltung einer festgelegten Ausgangsgröße ohne Rückmeldung.

Answer

Bereitstellung einer präzisen Regelung trotz Störungen.

Answer

Kompensierung von Abweichungen zwischen Soll- und Ist-Wert.

Question 26

Welche Faktoren beeinflussen die Stabilität eines mechatronischen Steuerungssystems?

Accepted Answer

Verstärkung, Zeitkonstante und Rückkopplung

Answer

Nur die Verstärkung

Answer

Nur die Zeitkonstante

Answer

Nur die Rückkopplung

Question 27

Wie wird in einem geschlossenen Regelkreis die Regelabweichung berechnet?

Accepted Answer

Differenz zwischen Soll- und Ist-Wert

Answer

Quotient von Soll- und Ist-Wert

Answer

Summe von Soll- und Ist-Wert

Answer

Produkt von Soll- und Ist-Wert

Question 28

Welche Vorteile bietet der Einsatz einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) in mechatronischen Systemen?

Accepted Answer

Flexibilität, modularer Aufbau und einfache Programmierung

Answer

Begrenzte Rechenleistung und Speicherkapazität

Answer

Hohe Kosten und Komplexität

Question 29

In welcher Branche findet man einen bedeutenden Einsatz von mechatronischen Steuerungstechnologien?

Accepted Answer

Automobilindustrie

Answer

Einzelhandel

Answer

Landwirtschaft

Answer

Gesundheitswesen

Question 30

Welche Regelungsart wird verwendet, um die Drehzahl eines Motors konstant zu halten?

Accepted Answer

Geschwindigkeitsregelung

Answer

Temperaturregelung

Answer

Positionsregelung

Answer

Stromregelung

Question 31

Welches Bauteil berechnet in einer Geschwindigkeitsregelung die Abweichung zwischen Soll- und Istwert?

Accepted Answer

Regeldifferenzbildner

Answer

Stellglied

Answer

Sensor

Answer

Verstärker

Question 32

Welche Größe wird in einer Positionsregelung als Stellgröße verwendet?

Accepted Answer

Position des Aktuators

Answer

Strom des Aktuators

Answer

Geschwindigkeit des Aktuators

Answer

Drehmoment des Aktuators

Question 33

Welche Aussage zur PID-Regelung ist korrekt?

Accepted Answer

Lineare Regelung mit drei Regelparametern

Answer

Digitale Regelung mit einem Regelparameter

Answer

Nichtlineare Regelung mit zwei Regelparametern

Question 34

Welcher Sensor misst die Drehzahl eines Motors?

Accepted Answer

Drehzahlsensor

Answer

Wegaufnehmer

Answer

Beschleunigungssensor

Answer

Temperatursensor

Question 35

Welches Protokoll wird in der industriellen Steuerung zur Gerätekommunikation häufig verwendet?

Accepted Answer

CAN-Bus

Answer

RS-232

Answer

USB

Answer

Ethernet

Question 36

Welche Software wird zur Programmierung von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) verwendet?

Accepted Answer

STEP 7

Answer

Visual Studio

Answer

MATLAB

Answer

Arduino IDE

Question 37

Welche der folgenden Regelungsaufgaben ist typisch für die Mechatronik?

Accepted Answer

Positionsregelung

Answer

Lagerverwaltung

Answer

Kundenberatung

Answer

Gehaltsabrechnung

Question 38

Welche Komponente ist ein wesentlicher Bestandteil eines Regelkreises?

Accepted Answer

Regler

Answer

Drucker

Answer

Monitor

Answer

Tastatur

Question 39

Welche Regelungsart wird angewendet, um eine Größe auf einen konstanten Wert zu regeln?

Accepted Answer

Regelung

Answer

Optimierung

Answer

Überwachung

Answer

Steuerung

Question 40

Welcher Sensor wird zur Messung von Drehzahlen eingesetzt?

Accepted Answer

Drehzahlsensor

Answer

Temperatursensor

Answer

Drucksensor

Answer

Beschleunigungssensor

Question 41

Welche Aufgabe der Steuerungstechnik ist ein wesentlicher Bestandteil der Mechatronik?

Accepted Answer

Automatisierung von Bewegungsabläufen

Answer

Entwicklung von Software

Answer

Durchführung von Steuerberatungen

Answer

Erstellung von medizinischen Diagnosen

Question 42

Welcher Unterschied besteht zwischen einem offenen und einem geschlossenen Regelkreis?

Accepted Answer

Ein geschlossener Regelkreis verwendet eine Rückführung, wohingegen ein offener Regelkreis dies nicht tut.

Answer

Ein offener Regelkreis ist stabiler als ein geschlossener Regelkreis.

Question 43

Welche Programmiersprache wird häufig in der Steuerungstechnik eingesetzt?

Accepted Answer

IEC 61131-3

Answer

C++

Answer

Java

Answer

Python

Question 44

Welche Komponente dient der Datenspeicherung in einem mechatronischen System?

Accepted Answer

Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)

Answer

Drucker

Answer

Monitor

Answer

Tastatur

Question 45

Was ist eine Funktion von Feldgeräten in der Mechatronik?

Accepted Answer

Umwandlung von physikalischen Größen in elektrische Signale

Answer

Speicherung von Daten

Answer

Erstellung von Steuerprogrammen

Question 46

Was beschreibt eine PID-Regelung am besten?

Accepted Answer

Sie verwendet Proportional-, Integral- und Differentialanteile, um Fehler zu korrigieren.

Answer

Sie ist immer stabiler als eine P-Regelung.

Answer

Sie funktioniert nur bei linearen Systemen.

Question 47

Welche Regelungsaufgabe wird verwendet, um die Geschwindigkeit eines Gleichstrommotors zu steuern?

Accepted Answer

Geschwindigkeitsregelung

Answer

Druckregelung

Answer

Temperaturregelung

Answer

Positionsregelung

Question 48

Welche Komponente in einer mechatronischen Steuerung ist für die Ausführung von Regelalgorithmen verantwortlich?

Accepted Answer

Mikrocontroller

Answer

Sensor

Answer

Übertragungsfunktion

Answer

Aktuator

Question 49

Welche Methode wird zur Ermittlung der Übertragungsfunktion einer Regelstrecke verwendet?

Accepted Answer

Systemidentifikation

Answer

Bode-Diagramm

Answer

Parameteroptimierung

Question 50

Was ist die Aufgabe eines Beobachters in einer mechatronischen Steuerung?

Accepted Answer

Schätzung des Systemzustands, wenn nicht alle Zustände direkt gemessen werden können.

Answer

Erhöhung der Verstärkung der Regelung.

Answer

Reduzierung des Regelfehlers.

Question 51

Welche der folgenden Technologien wird in mechatronischen Systemen zur Positionsmessung eingesetzt?

Accepted Answer

Inkrementalgeber

Answer

Dehnungsmessstreifen

Answer

Thermistor

Answer

Ultraschallsensor

Question 52

Was ist das Hauptziel der Sicherheitstechnik in mechatronischen Systemen?

Accepted Answer

Gefahren für Personen und Sachwerte zu minimieren.

Answer

Systemleistung zu optimieren.

Answer

Regelungsgenauigkeit zu verbessern.

Question 53

Welche Norm definiert Sicherheitsanforderungen für mechatronische Systeme?

Accepted Answer

EN ISO 12100

Answer

DIN 45650

Answer

ANSI B11.19

Answer

IEC 60204-1

Question 54

Welche der folgenden Regelungsaufgaben gehört NICHT zu den typischen Anwendungen der Steuerungstechnik in der Mechatronik?

Accepted Answer

Temperaturregelung in einem Backofen

Answer

Drehzahlregelung eines Verbrennungsmotors

Answer

Positionsregelung eines Roboterarms

Answer

Geschwindigkeitsregelung eines Elektromotors

Question 55

Welcher Reglertyp wird typischerweise für die Geschwindigkeitsregelung eines Elektromotors verwendet?

Accepted Answer

PID-Regler

Answer

Proportional-Regler

Answer

On-Off-Regler

Question 56

Welche Komponente misst die aktuelle Position in einem Positionsregelkreis?

Accepted Answer

Positionsgeber

Answer

Sensor

Answer

Stellglied

Answer

Regler

Question 57

Was ist der Zweck einer Rückkopplung in einem Regelkreis?

Accepted Answer

Um den Istwert mit dem Sollwert zu vergleichen und die Stellgröße entsprechend anzupassen.

Answer

Um den Regelkreis zu stabilisieren.

Answer

Um die Störgröße zu kompensieren.

Answer

Um die Dynamik des Systems zu verbessern

Question 58

Welche Aussage zur Positionsregelung ist FALSCH?

Accepted Answer

Die Positionsregelung ist nur für lineare Bewegungen geeignet.

Answer

Die Positionsregelung erfordert einen Positionsgeber zur Messung der aktuellen Position.

Answer

Positionsregelung findet Anwendung bei Drehbewegungen und linearen Bewegungen

Answer

Die Positionsregelung kann für die Steuerung von Roboterarmen verwendet werden.

Question 59

Was versteht man in einem Regelkreis unter dem Sollwert?

Accepted Answer

Den gewünschten Wert für die zu regelnde Größe.

Answer

Den aktuellen Wert der zu regelnden Größe.

Answer

Die Differenz zwischen Sollwert und Istwert.

Answer

Den Wert, auf den die Stellgröße den Istwert regeln soll

Question 60

Was versteht man unter der Regelabweichung in einem Regelkreis?

Accepted Answer

Die Differenz zwischen Sollwert und Istwert.

Answer

Die Zeit, die der Regler benötigt, um auf eine Änderung des Sollwerts zu reagieren.

Answer

Die Größe der Regelgröße.

Answer

Die maximale Abweichung des Istwerts vom Sollwert.

Question 61

Welche der folgenden Faktoren kann die Regelgüte beeinflussen?

Accepted Answer

Alle genannten Faktoren.

Answer

Die Qualität der Sensoren.

Answer

Die Wahl des Reglertyps.

Answer

Die Dynamik des Systems.

Question 62

Welche Vorteile bieten moderne Steuerungssysteme in der Mechatronik im Vergleich zu herkömmlichen Systemen?

Accepted Answer

Höhere Flexibilität, bessere Regelgüte, geringerer Wartungsaufwand.

Answer

Höhere Energieeffizienz

Answer

Niedrigere Anschaffungskosten.

Answer

Einfacherer Aufbau.