Reglerentwurf lernen: Quizfragen und Übungen für Maschinenbau-Studierende

Question 1

Welcher der folgenden Reglertypen ist ein linearer Zustandsregler?

Accepted Answer

Linearer Zustandsregler

Answer

P-Regler

Answer

PI-Regler

Answer

Nichtlinearer Zustandsregler

Question 2

Welche Schritte sind beim Entwurf eines optimalen Zustandsreglers mit der linearen quadratischen Gaußschen (LQG)-Methode zu befolgen?

Accepted Answer

Modellbildung, Definition der Kostenfunktion, Lösung der Riccati-Gleichung, Berechnung der Reglerparameter

Answer

Ableitung der Zustandsraumdarstellung, Berechnung der Übertragungsfunktion, Entwurf eines PID-Reglers

Answer

Berechnung des Fehlersignals, Anpassung der Verstärkung, Identifizierung der Regelstrecke

Question 3

Wie wirkt sich eine Erhöhung der Verstärkung in einem P-geregelten Regelkreis auf die Anstiegszeit aus?

Accepted Answer

Verringert die Anstiegszeit

Answer

Erhöht die Anstiegszeit

Answer

Keine Auswirkung auf die Anstiegszeit

Answer

Nicht bestimmbar

Question 4

Welche der folgenden Größen ist kein Bestandteil des Zustandsraums eines linearen Systems?

Accepted Answer

Zeit

Answer

Eingangsgröße

Answer

Ausgangsgröße

Answer

Systemparameter

Question 5

Welcher der folgenden Begriffe beschreibt die Anpassungsfähigkeit eines Reglers an Änderungen im System oder an Störgrößen?

Accepted Answer

Robustheit

Answer

Stabilität

Answer

Genauigkeit

Answer

Schnelligkeit

Question 6

Welche der folgenden Zustandsregelungsmethoden ermöglicht die direkte Platzierung der Pole des geschlossenen Regelkreises?

Accepted Answer

Polplatzierung

Answer

Linear-Quadratische Reglung (LQR)

Answer

Modellprädiktive Regelung (MPC)

Answer

Robuste Regelung

Question 7

Welcher der folgenden Reglertypen eignet sich besonders für Systeme mit großen Totzeiten?

Accepted Answer

Smith-Prädiktor

Answer

PD-Regler

Answer

PI-Regler

Answer

PID-Regler

Question 8

Welche Bedingung gewährleistet die Stabilität eines Regelkreises?

Accepted Answer

Alle Polstellen des offenen Regelkreises haben einen negativen Realteil.

Answer

Der Kreisverstärkungsfaktor K ist größer als 1.

Answer

Die Regelstrecke ist ein Verzögerungsglied erster Ordnung.

Answer

Die Störgrößen sind kleiner als ein bestimmter Schwellwert.

Question 9

Welche drei Hauptziele verfolgt der Reglerentwurf?

Accepted Answer

Stabilität, Schnelligkeit, Genauigkeit

Answer

Genauigkeit, Empfindlichkeit, Robustheit

Answer

Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit, Wartbarkeit

Answer

Stabilität, Leistung, Effizienz

Question 10

Wie beeinflussen Störungen die Leistung eines Regelungssystems?

Accepted Answer

Störungen können die Stabilität eines Regelungssystems beeinträchtigen.

Answer

Störungen haben keinen Einfluss auf die Leistung eines Regelungssystems.

Answer

Störungen verbessern immer die Leistung eines Regelungssystems.

Answer

Störungen können durch die Wahl des richtigen Reglertyps vollständig eliminiert werden.

Question 11

Welcher Reglertyp nutzt den internen Systemzustand für die Regelung?

Accepted Answer

Zustandsregler

Answer

P-Regler

Answer

PI-Regler

Question 12

Welches der folgenden Integrale ist in der Übertragungsfunktion eines PI-Reglers enthalten?

Accepted Answer

Integral des Regelfehlers

Answer

Integral der Führungsgröße

Answer

Integral der Stellgröße

Answer

Integral der Störgröße

Question 13

Welche Methode wird zur Bestimmung der Reglerparameter eines Zustandsreglers angewandt?

Accepted Answer

Polvorgabe

Answer

Frequenzgang

Answer

Bode-Diagramm

Answer

Einschwingverhalten

Question 14

Welches Kriterium dient häufig zur Bewertung des Reglerverhaltens in der Reglerauslegung?

Accepted Answer

Integralkriterium (ISE)

Answer

Fläche unter der Stellgrößenkurve

Answer

Steigung des Regelfehlers

Answer

Maximalwert des Regelfehlers

Question 15

Wie lautet die Übertragungsfunktion einer Totzeit?

Accepted Answer

G(s) = e^(-sT)

Answer

G(s) = -sT

Answer

G(s) = sT

Question 16

Welcher Reglertyp eignet sich besonders für Systeme mit langer Totzeit?

Accepted Answer

Smith-Prädiktor

Answer

Zustandsregler

Answer

PID-Regler

Answer

PI-Regler

Question 17

Was ist das primäre Ziel des Elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP)?

Accepted Answer

Verhinderung von Schleuderbewegungen des Fahrzeugs

Answer

Verbesserung der Beschleunigung

Answer

Steigerung der Höchstgeschwindigkeit

Answer

Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs

Question 18

Welche Übertragungsfunktion beschreibt einen P-Regler?

Accepted Answer

K

Answer

K/s

Answer

K*s

Answer

K/(s+a)

Question 19

Welche Aussage über PID-Regler trifft zu?

Accepted Answer

Sie können statische Fehler beseitigen

Answer

Sie sind nur für lineare Systeme geeignet

Answer

Sie sind für Systeme mit langer Verzögerung ungeeignet

Answer

Sie haben keine einstellbare Grenzfrequenz

Question 20

Welche Methode eignet sich zur Ermittlung der Sprungantwort eines Systems?

Accepted Answer

Zeitbereichsanalyse

Answer

Frequenzbereichsanalyse

Answer

Nichtlineare Analyse

Answer

Stabilitätsanalyse

Question 21

Welcher Faktor hat keinen Einfluss auf die Regelgüte eines Regelkreises?

Accepted Answer

Offener Regelkreis

Answer

Geschlossener Regelkreis

Answer

Störgrößen

Answer

Regelstrecke

Question 22

Was ist das primäre Ziel des Reglerentwurfs?

Accepted Answer

Verbesserung der Systemleistung

Answer

Erhöhung der Systemkomplexität

Answer

Beseitigung aller Fehler

Answer

Reduzierung der Systemkosten

Question 23

Welches Hauptkriterium ist bei der Wahl eines Reglers entscheidend?

Accepted Answer

Das gewünschte Regelverhalten (Reaktionszeit, Stabilität, Genauigkeit)

Answer

Die Verfügbarkeit geeigneter Sensoren

Answer

Die Erfahrung des Bedieners

Answer

Die Kosten des Reglers

Question 24

Was ist der Hauptunterschied zwischen zustandsregelnden und nicht-zustandsregelnden Reglern?

Accepted Answer

Zustandsregelnde Regler nutzen Informationen über den Systemzustand.

Answer

Zustandsregelnde Regler sind komplexer in der Implementierung.

Answer

Zustandsregelnde Regler sind immer linear.

Question 25

Was beschreibt der Begriff "Regelungsreserve"?

Accepted Answer

Den Bereich, in dem der Regler eine stabile Regelung aufrechterhalten kann.

Answer

Die Differenz zwischen dem Soll- und Istwert der Regelgröße.

Answer

Die maximale Regelabweichung, die der Regler zulässt.

Question 26

Welche Aussage zur Zustandsregelung ist korrekt??

Accepted Answer

Sie ermöglicht eine verbesserte Regelung im Vergleich zu nicht-zustandsregelnden Reglern.

Answer

Sie ist nur für Systeme mit kleinen Zeitkonstanten geeignet.

Answer

Sie erfordert immer ein vollständig lineares Systemmodell.

Question 27

Was ist das zentrale Ziel der Reglerabstimmung?

Accepted Answer

Die Optimierung der Regelungsleistung für bestimmte Systemanforderungen.

Answer

Die Bestimmung der Systemparameter

Answer

Die Stabilisierung des Regelsystems

Question 28

Welcher Reglertyp kompensiert stationäre Regelabweichungen?

Accepted Answer

PI-Regler

Answer

P-Regler

Answer

Zustandsregler

Answer

PD-Regler

Question 29

Was ist das Ziel der Zustandsregelung?

Accepted Answer

Optimale Systemdynamik und Störgrößenunterdrückung

Answer

Vereinfachte Reglerimplementierung

Answer

Eliminierung von Überschwingern

Answer

Reduzierte Regelabweichung

Question 30

Welches Kriterium hat bei der Reglerauslegung höchste Priorität?

Accepted Answer

Stabilitätsgrenze

Answer

Regelgüte

Answer

Regelbereich

Answer

Störgröße

Question 31

Wie wirkt sich eine Erhöhung des Integralanteils Ki aus?

Accepted Answer

Reduzierung der stationären Regelabweichung

Answer

Erhöhung der Überschwingweite

Answer

Verkürzte Anstiegszeit

Answer

Verringerte Stabilitätsgrenze

Question 32

Welcher Reglertyp ist für Systeme mit langen Totzeiten geeignet?

Accepted Answer

Zustandsregler

Answer

P-Regler

Answer

PI-Regler

Question 33

Welches Verfahren eignet sich zur Dimensionierung von Reglern für lineare Systeme höherer Ordnung?

Accepted Answer

Polvorgabeverfahren

Answer

Ortskurvenverfahren

Answer

Einschwingantwortverfahren

Answer

Stichwortaufgaben

Question 34

Welche Größe spielt eine entscheidende Rolle bei der Dimensionierung eines PI-Reglers?

Accepted Answer

Integrierzeit

Answer

Bezugsgröße

Answer

Regelstrecke

Answer

Störgröße

Question 35

Welches Kriterium steht im Mittelpunkt der sogenannten Polplatzierungsmethode?

Accepted Answer

Stabilitätsanforderungen der geschlossenen Regelstrecke

Answer

Überschwingverhalten

Answer

Stationäres Fehlerverhalten

Question 36

Welcher Vorteil macht Zustandsregler im Vergleich zu PID-Reglern aus?

Accepted Answer

Höhere Robustheit gegenüber Modellunsicherheiten

Answer

Höhere Regelgüte

Answer

Einfachere Implementierung

Answer

Geringere Kosten

Question 37

Welche Übertragungsfunktion kennzeichnet eine ideale Regelstrecke?

Accepted Answer

G(s) = 1

Answer

G(s) = s

Answer

G(s) = s^2

Question 38

Was ist die primäre Aufgabe eines Beobachters in der Regelungstechnik?

Accepted Answer

Schätzung nicht direkt messbarer Zustandsgrößen

Answer

Verstärkung des Regelsignals

Answer

Filterung von Störgrößen

Answer

Generierung der Regelabweichung

Question 39

Welche Eigenschaft ist für einen stabilen Regelkreis unabdingbar?

Accepted Answer

Negative Rückführung

Answer

Null Rückführung

Answer

Positive Rückführung

Answer

Unendlich große Rückführung

Question 40

¿Qué técnica se utiliza para analizar la respuesta temporal de los sistemas de control?

Accepted Answer

Análisis de respuesta escalón

Answer

Diagrama de Bode

Answer

Análisis de respuesta en frecuencia

Question 41

¿Qué ventaja ofrece un modelo de espacio de estados en comparación con un modelo de función de transferencia?

Accepted Answer

Permite considerar múltiples variables de entrada y salida

Answer

Menor coste computacional

Answer

Más fácil de analizar

Question 42

Welcher Reglertyp wird üblicherweise aufgrund seiner Einfachheit in Anwendungen mit geringen Regelanforderungen eingesetzt?

Accepted Answer

P-Regler

Answer

PID-Regler

Answer

Zustandsregler

Answer

PI-Regler

Question 43

Welche Methode wird häufig zur Abstimmung von PI-Reglern verwendet?

Accepted Answer

Ziegler-Nichols-Methode

Answer

Root-Locus-Methode

Answer

Bode-Diagramm-Analyse

Answer

Nyquist-Kriterium

Question 44

Was ist der wesentliche Vorteil eines Zustandsreglers im Vergleich zu anderen Reglertypen?

Accepted Answer

Verbesserte Steuerung von Systemen mit mehreren Eingangs- und Ausgangsgrößen

Answer

Einfachere Implementierung

Answer

Geringere Empfindlichkeit gegenüber Rauschen

Answer

Schnellere Reaktionszeit

Question 45

Welches Kriterium ist entscheidend bei der Auswahl eines Reglers für eine bestimmte Anwendung?

Accepted Answer

Anforderungen des zu regelnden Prozesses

Answer

Erfahrung des Anwenders

Answer

Kosten des Reglers

Answer

Verfügbare Messtechnik

Question 46

Was ist das Hauptziel des Reglerentwurfs?

Accepted Answer

Sicherstellung der Stabilität und der gewünschten Regelgüte des Regelkreises

Answer

Minimierung der Kosten des Reglers

Answer

Maximierung der Komplexität des Reglers

Question 47

Welche Aussage über PID-Regler ist korrekt?

Accepted Answer

Sie verwenden Integrale und Ableitungen der Regelgröße, um die Regelgüte zu verbessern.

Answer

Sie werden häufig in Anwendungen mit konstanten Störgrößen eingesetzt.

Answer

Sie sind immer stabiler als P-Regler oder PI-Regler.

Question 48

Wie ist die Struktur eines Zustandsreglers typischerweise aufgebaut?

Accepted Answer

Ein Beobachter und ein Zustandsrückführungsregler

Answer

Ein PID-Regler und ein Vorwärtsmodell

Answer

Ein Zustandsregler und ein Differenziator

Answer

Ein P-Regler und ein Integrator

Question 49

Für welche Anwendung ist ein Zustandsregler besonders geeignet?

Accepted Answer

Regelung eines Roboters mit mehreren Freiheitsgraden

Answer

Temperaturregelung eines Ofens

Answer

Geschwindigkeitsregelung eines Motors

Question 50

Welche der folgenden Aussagen beschreibt den Grundprinzip eines P-Reglers präzise?

Accepted Answer

Sein Ausgangssignal ist proportional zum Regelfehler.

Answer

Sein Ausgangssignal ist proportional zum Integral des Regelfehlers.

Answer

Sein Ausgangssignal ist proportional zur Ableitung des Regelfehlers.

Question 51

Welche der folgenden Größen ist KEIN Einstellparameter eines PID-Reglers?

Accepted Answer

Resonanzfrequenz

Answer

Proportionalverstärkung

Answer

Integralzeit

Question 52

Welches der folgenden Kriterien dient der Beurteilung der Stabilität eines Regelkreises?

Accepted Answer

Pollage

Answer

Regeldifferenz

Answer

Sprungantwort

Answer

Frequenzgang

Question 53

Welche Aussage beschreibt das Wirkprinzip eines Zustandsreglers am treffendsten?

Accepted Answer

Er nutzt einen geschätzten Systemzustand zur Berechnung des Ausgangssignals.

Answer

Sein Ausgangssignal ist proportional zur Ableitung des Regelfehlers.

Answer

Sein Ausgangssignal ist proportional zum Integral des Regelfehlers.

Question 54

Welches Verhalten ist typisch für einen Regelkreis mit einem PI-Regler?

Accepted Answer

Gute Störfestigkeit, aber möglicher bleibender Regelfehler

Answer

Schnelle Einschwingzeit, aber hohes Überschwingen

Answer

Hohe Regelungsgüte, aber mögliche Instabilität

Question 55

Welcher Reglertyp weist bei Sprungstörungen eine bleibende Regelabweichung auf?

Accepted Answer

P-Regler

Answer

PID-Regler

Answer

Zustandsregler

Answer

PI-Regler

Question 56

Was ist das Ziel eines Zustandsreglers?

Accepted Answer

Optimierung der Regelgüte durch direkte Beeinflussung der Systemdynamik

Answer

Stabilisierung instabiler Systeme

Answer

Verringerung der Verzögerungszeit

Question 57

Welcher Reglertyp eignet sich am besten für Systeme mit nichtlinearen Charakteristika?

Accepted Answer

Adaptiver Regler

Answer

P-Regler

Answer

PI-Regler

Question 58

Welcher der folgenden Aspekte ist KEIN einstellbarer Parameter eines PID-Reglers?

Accepted Answer

Regelstrecke

Answer

Proportionalanteil

Answer

Differenzialanteil

Answer

Integralanteil

Question 59

Was ist die typische Stellgröße eines Zustandsreglers?

Accepted Answer

Eine lineare Kombination der Zustandsvariablen

Answer

Die Ableitung der Regeldifferenz

Answer

Die Regeldifferenz

Answer

Das Integral der Regeldifferenz

Question 60

Welches Verfahren wird üblicherweise verwendet, um Totzeiten in Regelkreisen zu kompensieren?

Accepted Answer

Smith-Prädiktor

Answer

Fuzzy-Regelung

Answer

Regelung im Zustandsraum

Answer

Nichtlineare Regelung

Question 61

Welche Regelungsart wird eingesetzt, wenn die Sollwertänderung konstant bleibt?

Accepted Answer

Folgeregelung

Answer

Zustandsregelung

Answer

Regeldifferenzregelung

Answer

Smith-Regelung

Question 62

Welches Merkmal zeichnet einen robusten Regler aus?

Accepted Answer

Unempfindlichkeit gegenüber Modellunsicherheiten

Answer

Einfache Implementierung

Answer

Hohe Verstärkung

Answer

Schnelle Reaktionszeit

Question 63

Welche Aussage beschreibt die Funktionsweise eines P-Reglers korrekt?

Accepted Answer

Der Regler wirkt proportional zur Regelabweichung.

Answer

Der Regler wirkt integral zur Regelabweichung.

Answer

Der Regler wirkt proportional und integral zur Regelabweichung.

Answer

Der Regler wirkt differenziell zur Regelabweichung.

Question 64

Welcher Reglertyp verändert die Regelgröße um einen konstanten Wert, um einen Offset zu beseitigen?

Accepted Answer

I-Regler

Answer

PD-Regler

Answer

P-Regler

Answer

PID-Regler