Regelungstechnik in der Mechatronik: Online-Quiz für Studierende

Question 1

Welches Kriterium bestimmt die Stabilität eines linearen Regelungssystems?

Accepted Answer

Lage der Pole im s-Diagramm

Answer

Verstärkung

Answer

Zeitkonstante

Answer

Totzeit

Question 2

Welche Funktion übernimmt ein PID-Regler in einem Regelungssystem?

Accepted Answer

Kompensiert Abweichungen zwischen Regelgröße und Sollwert

Answer

Regelt eine Regelgröße auf einen konstanten Wert

Answer

Optimiert die Systemleistung

Answer

Ermöglicht eine direkte proportionale Beziehung zwischen Eingang und Ausgang

Question 3

Welche Größe wird in einem Zustandsregler nicht berücksichtigt?

Accepted Answer

Der Unterschied zwischen Regelgröße und Sollwert

Answer

Regelgröße

Answer

Stellgröße

Answer

Zustände des Systems

Question 4

Welcher Vorteil kennzeichnet den Einsatz von Fuzzy-Logik in der Regelung mechatronischer Systeme?

Accepted Answer

Ermöglicht die Handhabung von Unsicherheit und Nichtlinearitäten

Answer

Verbessert die Stabilität des Systems

Answer

Vereinfacht das Entwerfen des Reglers

Answer

Reduziert die Verarbeitungszeit

Question 5

Welche Komponente ist in einem typischen Regelungssystem für mechatronische Systeme nicht enthalten?

Accepted Answer

Transformator

Answer

Sensor

Answer

Aktuator

Answer

Regler

Question 6

Welches Signal dient im Regelkreis als Referenzwert?

Accepted Answer

Sollwert

Answer

Stellgröße

Answer

Regelgröße

Answer

Störgröße

Question 7

Welcher Bereich profitiert am stärksten von der Integration mechatronischer Regelungssysteme?

Accepted Answer

Industrierobotik

Answer

Haushaltsgeräte

Answer

Medizintechnik

Answer

Bauwesen

Question 8

Welches der folgenden Elemente ist kein Bestandteil eines mechatronischen Regelungssystems?

Accepted Answer

Hydraulischer Zylinder

Answer

Sensor

Answer

Aktor

Answer

Prozessor

Question 9

Worin besteht der wesentliche Unterschied zwischen einem offenen und einem geschlossenen Regelkreis?

Accepted Answer

In einem geschlossenen Regelkreis wird das Systemverhalten durch Rückführung stabilisiert.

Answer

In einem offenen Regelkreis wird die Regelgröße nicht gemessen.

Answer

In einem geschlossenen Regelkreis wird die Stellgröße direkt aus der Regelgröße abgeleitet.

Answer

In einem offenen Regelkreis ist die Regelstrecke nichtlinear.

Question 10

Welche Eigenschaft kennzeichnet einen PID-Regler?

Accepted Answer

Proportional-, Integral- und Differenzialwirkung

Answer

Linearität

Answer

Zustandsabhängigkeit

Answer

Fuzzy-Logik-basiert

Question 11

Welches ist das primäre Ziel der Zustandsregelung?

Accepted Answer

Stabilisierung des Systems unter Berücksichtigung aller Zustandsgrößen

Answer

Optimierung der Systemleistung durch Minimierung einer Kostenfunktion

Answer

Kompensation von Störungen und Nichtlinearitäten

Answer

Erhöhung der Robustheit gegenüber Modellunsicherheiten

Question 12

Welche Aufgabe hat ein Sensor in einem mechatronischen Regelungssystem?

Accepted Answer

Erfassung physikalischer Größen

Answer

Verarbeitung von Signalen

Answer

Steuerung von Aktoren

Answer

Bereitstellung von Rückmeldungsinformationen

Question 13

Bei welcher Form der Regelung wird der Zustand des Systems direkt gemessen und zur Steuerung genutzt?

Accepted Answer

Zustandsregelung

Answer

Offen-Loop-Regelung

Answer

Geschlossen-Loop-Regelung

Answer

Fuzzy-Logik-Regelung

Question 14

Welcher Vorteil wird typischerweise mit Fuzzy-Logik-Regelung assoziiert?

Accepted Answer

Umgang mit Unsicherheiten

Answer

Erhöhte Regelungsgeschwindigkeit

Answer

Verringerter Regelaufwand

Answer

Erhöhte Genauigkeit

Question 15

Nennen Sie einen Vorteil von ereignisdiskreten Regelsystemen.

Accepted Answer

Reaktionsfähigkeit in Echtzeit

Answer

Hohe Präzision

Answer

Garantierte Stabilität

Answer

Einfache Implementierung

Question 16

Welche Technik dient zur Identifizierung eines unbekannten Systems?

Accepted Answer

Systemidentifikation

Answer

Parameteroptimierung

Answer

Zustandsbeobachtung

Answer

Modellprädiktive Regelung

Question 17

Welche Herausforderung ist typisch für den Einsatz von Fuzzy-Logik in der Regelung mechatronischer Systeme?

Accepted Answer

Fuzzy-Logik kann rechenintensiv sein.

Answer

Fuzzy-Logik ist ungeeignet für komplexe Systeme.

Answer

Fuzzy-Logik garantiert immer optimale Ergebnisse.

Question 18

Welches Verfahren passt seine Regelungsparameter während des Betriebs an?

Accepted Answer

Adaptiver Regler

Answer

PID-Regler

Answer

Zustandsregler

Answer

Fuzzy-Logik-Regler

Question 19

Was ist die primäre Funktion eines Kalman-Filters?

Accepted Answer

Schätzung des Systemzustands

Answer

Optimierung von Regelparametern

Answer

Rauschfilterung von Messdaten

Answer

Implementierung von Fuzzy-Logik

Question 20

Welche Aussage über Fuzzy-Logik ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie kann Unsicherheit und Mehrdeutigkeit bewältigen.

Answer

Sie verwendet präzise numerische Werte zur Entscheidungsfindung.

Answer

Sie ist immer die effizienteste Regelungsmethode.

Answer

Sie erfordert ein präzises mathematisches Modell des Systems.

Question 21

Was ist der Hauptunterschied zwischen offenen und geschlossenen Regelkreisen?

Accepted Answer

Offene Regelkreise haben keine Rückkopplung, geschlossene Regelkreise schon.

Answer

Geschlossene Regelkreise haben keine Störgrößen, offene Regelkreise schon.

Answer

Offene Regelkreise sind einfacher zu implementieren als geschlossene Regelkreise.

Answer

Geschlossene Regelkreise sind immer stabiler als offene Regelkreise.

Question 22

Welche Komponente in einem mechatronischen Regelungssystem misst die Regelgröße?

Accepted Answer

Sensor

Answer

Aktor

Answer

Regler

Answer

Verstärker

Question 23

Welcher Hauptvorteil ist mit der Verwendung von PID-Reglern verbunden?

Accepted Answer

Leichte Implementierung

Answer

Hohe Genauigkeit

Answer

Störresistenz

Answer

Optimale Regelung unter allen Bedingungen

Question 24

Was beschreibt die Übertragungsfunktion eines Systems?

Accepted Answer

Mathematische Darstellung der Beziehung zwischen Ein- und Ausgangssignalen.

Answer

Grafische Darstellung des Frequenzgangs.

Answer

Beschreibung der Regelparameter.

Answer

Simulation des Systemverhaltens.

Question 25

Welche der folgenden Aussagen beschreibt präzise die Aufgabe eines PID-Reglers?

Accepted Answer

Die Regelgröße auf den gewünschten Sollwert anpassen

Answer

Störungen aus dem Regelkreis minimieren

Answer

Die Regelgröße maximieren oder minimieren

Answer

Den Regelkreis stabil halten

Question 26

Welcher Vorteil ergibt sich aus der Verwendung von Fuzzy-Logik in mechatronischen Regelungssystemen?

Accepted Answer

Ermöglicht die Bewältigung nichtlinearer und komplexer Prozesse

Answer

Verbessert die Regelgenauigkeit

Answer

Reduziert die Rechenzeit

Answer

Vereinfacht die Implementierung des Systems

Question 27

Welche Aufgabe gehört NICHT zu den Funktionen eines mechatronischen Regelungssystems?

Accepted Answer

Reparatur des Systems

Answer

Überwachung von Regelgrößen

Answer

Ausführung von Steuerungsalgorithmen

Answer

Bereitstellung von Informationen für den Benutzer

Question 28

Welche der aufgeführten Größen ist KEINE Störgröße in einem Regelungssystem?

Accepted Answer

Sollwertänderungen

Answer

Temperaturschwankungen

Answer

Laständerungen

Answer

Sensorfehler

Question 29

Welche der folgenden Anwendungen ist ein typisches Beispiel für ein mechatronisches Regelungssystem?

Accepted Answer

Ein automatisierter Roboterarm

Answer

Eine einfache mechanische Uhr

Answer

Eine manuell gesteuerte Fräsmaschine

Answer

Ein ausgeschalteter Computer

Question 30

Welche der folgenden Softwaretypen wird häufig zur Simulation und Entwicklung mechatronischer Regelungssysteme verwendet?

Accepted Answer

MATLAB/Simulink

Answer

Microsoft Excel

Answer

AutoCAD

Answer

Word

Question 31

Was zeichnet den PID-Regler vor allem aus?

Accepted Answer

Seine Einfachheit, Robustheit und weit verbreitete Anwendung

Answer

Seine hohe Präzision und genaue Regelung

Answer

Seine Fähigkeit, nichtlineare Systeme zu regeln

Answer

Seine adaptiven Parameter und seine Fähigkeit, sich an sich ändernde Bedingungen anzupassen

Question 32

Welches Element ist **nicht** Teil eines Zustandsreglers?

Accepted Answer

Rückkopplungsschleife

Answer

Zustandsraummodell des Systems

Answer

Regler zur Beeinflussung des Systems

Answer

Beobachter zur Schätzung nicht direkt messbarer Zustände

Question 33

Für welche der folgenden Anwendungen sind mechatronische Regelungssysteme besonders geeignet?

Accepted Answer

In all den oben genannten Bereichen

Answer

In Industrierobotern für präzise Bewegungen und Steuerungen

Answer

In medizinischen Geräten für die Überwachung und Steuerung physiologischer Parameter

Answer

In Kraftfahrzeugen für Fahrerassistenzsysteme und Antriebsregelung

Question 34

Welcher Begriff beschreibt die Fähigkeit eines Systems, Störungen zu unterdrücken?

Accepted Answer

Störgrößenunterdrückung

Answer

Störgrößenaufschaltung

Answer

Störgrößenfeedback

Answer

Störgrößenkompensation

Question 35

Welche Aussage zur Fuzzy-Logik ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ermöglicht die Verarbeitung von unsicheren und unvollständigen Informationen

Answer

Sie liefert immer genauere Ergebnisse als klassische Regelverfahren

Answer

Sie ist nicht für komplexe Regelungsaufgaben geeignet

Answer

Sie erfordert immer ein umfangreiches und präzises Regelwissen

Question 36

Welcher PID-Regelungsparameter verbessert die Reaktion des Systems auf schnelle Änderungen des Regelfehlers?

Accepted Answer

Differentialanteil (Kd)

Answer

Proportionalanteil (Kp)

Answer

Integralanteil (Ki)

Question 37

Welches Kriterium dient zur Beurteilung der Stabilität eines mechatronischen Regelungssystems?

Accepted Answer

Nyquist-Stabilitätskriterium

Answer

Beobachterentwurf

Answer

Kalman-Filterung

Question 38

Welche Hauptaufgabe erfüllt ein Sensor in einem mechatronischen Regelungssystem?

Accepted Answer

Messung einer physikalischen Größe

Answer

Berechnung des Regelsignals

Answer

Betätigung des Aktors

Question 39

Welche Technik wird zur optimalen Einstellung der Parameter eines mechatronischen Regelungssystems verwendet?

Accepted Answer

Systemidentifikation

Answer

Versuch und Irrtum

Answer

Lineare Programmierung

Question 40

Welches der folgenden Kriterien wird bei der Stabilitätsanalyse eines Regelkreises nicht berücksichtigt?

Accepted Answer

Regelstrecke

Answer

Betragsfrequenzgang

Answer

Phasenfrequenzgang

Answer

Nyquist-Diagramm

Question 41

Welche Aussage zur Stabilität eines Regelungssystems ist korrekt?

Accepted Answer

Ein System ist stabil, wenn alle seine Pole einen negativen Realteil haben.

Answer

Ein System ist stabil, wenn alle seine Pole einen positiven Realteil haben.

Answer

Ein System ist stabil, wenn alle seine Pole auf der Imaginärachse liegen.

Question 42

Welche Technologie bildet die Grundlage der Fuzzy-Logik?

Accepted Answer

Fuzzy-Mengen

Answer

Boolesche Algebra

Answer

Wahrscheinlichkeitstheorie

Answer

Lineare Algebra

Question 43

Welches Kriterium ist bei der Auswahl eines Reglers für ein mechatronisches System am wichtigsten?

Accepted Answer

Systemanforderungen

Answer

Größe

Answer

Hersteller

Answer

Preis

Question 44

Welche Aussage zur Regelung nichtlinearer Systeme ist korrekt?

Accepted Answer

Nichtlineare Systeme können komplexer zu regeln sein als lineare Systeme.

Answer

Nichtlineare Systeme sind immer einfacher zu regeln als lineare Systeme.

Answer

Nichtlineare Systeme können immer durch lineare Modelle approximiert werden.

Question 45

Welche der folgenden Verfahren ist keine Regelungsart in der Mechatronik?

Accepted Answer

Lineare Programmierung

Answer

Fuzzy-Logik

Answer

PID-Regelung

Answer

Zustandsregelung

Question 46

Nennen Sie das Hauptziel einer PID-Regelung.

Accepted Answer

Reduzierung des Regelfehlers

Answer

Verhinderung von Oszillationen

Answer

Maximierung des Verstärkungsfaktors

Answer

Erhöhung der Systeminstabilität

Question 47

Welche Aussage über Zustandsregelungen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie verwenden ein mathematisches Modell des Systems.

Answer

Sie sind immer stabiler als PID-Regelungen.

Answer

Sie erfordern keine Kenntnis der Systemparameter.

Question 48

Welcher Begriff beschreibt die Fähigkeit eines Regelungssystems, Störungen auszugleichen?

Accepted Answer

Störgrößenunempfindlichkeit

Answer

Stabilität

Answer

Regelgüte

Answer

Schnelligkeit

Question 49

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen einem offenen und einem geschlossenen Regelkreis?

Accepted Answer

In einem geschlossenen Regelkreis wird die Regelgröße gemessen und zur Steuerung des Aktuators verwendet.

Answer

In einem offenen Regelkreis ist die Regelgröße nicht bekannt.

Question 50

Welches Kriterium ist ausschlaggebend für die Auswahl eines geeigneten Reglers?

Accepted Answer

Systemdynamik

Answer

Größe

Answer

Farbe

Answer

Kosten

Question 51

Wie kann ein instabiles Regelungssystem definiert werden?

Accepted Answer

Ein System, dessen Ausgangsgröße unkontrolliert anwächst.

Answer

Ein System, dessen Ausgangsgröße periodisch oszilliert.

Answer

Ein System, dessen Ausgangsgröße konstant bleibt.

Question 52

Welche der folgenden Aussagen zur Fuzzy-Logik ist nicht zutreffend?

Accepted Answer

Fuzzy-Logik verwendet ausschließlich binäre Eingangs- und Ausgangswerte.

Answer

Fuzzy-Logik wird in der Regelungs- und Entscheidungsfindung eingesetzt.

Answer

Fuzzy-Logik kann mit unscharfen und unpräzisen Eingaben arbeiten.

Question 53

Erklären Sie den Zweck der Regelungstechnik.

Accepted Answer

Das Verhalten eines Systems zu steuern und zu optimieren.

Answer

Die Größe des Systems zu reduzieren.

Answer

Die Kosten des Systems zu minimieren.

Question 54

Nennen Sie ein Beispiel für eine Anwendung mechatronischer Regelungssysteme.

Accepted Answer

Industrieroboter

Answer

Taschenrechner

Answer

Holztisch

Answer

Glühbirne

Question 55

Welche der folgenden Regelungsverfahren sind kontinuierliche Regelverfahren?

Accepted Answer

PID-Regler und Zustandsregelung

Answer

Offen-Schleifen-Regelung

Answer

Fuzzy-Logik

Question 56

Welche der folgenden Größen ist die Ausgangsgröße eines Reglers?

Accepted Answer

Stellgröße

Answer

Störgröße

Answer

Messgröße

Answer

Regelgröße

Question 57

Nennen Sie ein wesentliches Merkmal von PID-Reglern.

Accepted Answer

Sie können alle drei Grundregelparameter (proportional, integral, differenziell) berücksichtigen.

Answer

Sie sind immer stabil.

Answer

Sie sind nur für lineare Systeme geeignet.

Question 58

Erläutern Sie einen Vorteil der Fuzzy-Logik in der Regelungstechnik.

Accepted Answer

Fuzzy-Logik kann mit unscharfen und qualitativen Informationen umgehen, was bei komplexen Systemen mit unpräzisen Daten von Vorteil ist.

Answer

Fuzzy-Logik erfordert immer ein mathematisches Modell der Regelstrecke.

Answer

Fuzzy-Logik ist immer linear.

Question 59

Welches Kriterium steht bei der Auswahl eines Regelungsverfahrens an erster Stelle?

Accepted Answer

Anforderungen der jeweiligen Anwendung

Answer

Verfügbare Sensoren

Answer

Komplexität der Implementierung

Answer

Kosten

Question 60

Was beschreibt der Begriff 'Regeldifferenz' in der Regelungstechnik?

Accepted Answer

Abweichung der Regelgröße vom Sollwert

Answer

Differenz zwischen Stellgröße und Regelgröße

Answer

Auswirkung einer Störgröße auf die Regelgröße

Answer

Größe des Eingangssignals des Reglers

Question 61

Nennen Sie eine Konsequenz der zeitlichen Diskretisierung eines kontinuierlichen Reglers.

Accepted Answer

Einführung einer Verzögerung in den Regelkreis

Answer

Erhöhung der Stabilität des Systems

Answer

Verbesserung der Genauigkeit der Regelung

Answer

Verringerung der Komplexität der Implementierung

Question 62

Wie beschreibt man die Funktionsweise eines PID-Reglers am besten?

Accepted Answer

Ein PID-Regler verwendet Proportional-, Integral- und Differential-Anteile, um die Differenz zwischen Soll- und Istwert zu minimieren.

Answer

Ein PID-Regler eignet sich ausschließlich für lineare Systeme.

Answer

Ein PID-Regler kann nur auf einfache Regelgrößen angewendet werden.

Answer

Ein PID-Regler benötigt keine Informationen über das Systemverhalten.

Question 63

Welche Komponente eines Regelkreises misst den aktuellen Zustand des Systems?

Accepted Answer

Sensor

Answer

Regler

Answer

System

Answer

Stellglied

Question 64

Welche Methode eignet sich am besten zur Regelung eines nichtlinearen Systems?

Accepted Answer

Fuzzy-Logik

Answer

PID-Regelung

Answer

Lineare Regelung

Answer

Zustandsregelung