Regelungstechnik Flashcards
Ab der wievielten Ordnung kann eine Regelstrecke mit einem P-Regler instabil werden?
Ab der 3. Ordnung
Welcher Frequenzgang ist der Ausgangspunkt für das Nyquistkriterium?
Frequenzgang des Offenen Regelkreises
G_o=G_S*G_R
Welches Übertragungsverhalten besitzt ein Regelventil/Hydraulikzylinder?
I Verhalten
Welches Übertragungsverhalten besitzt ein Tiefpassfilter?
PT₁
Welches Übertragungsverhalten besitzt ein Hochpassfilter
DT₁
Wie ist der Regelfaktor definiert?
R=(bleibende Regeldifferenz mit Regler)/( bleibende Regeldifferenz ohne Regler)
Welches ist der grundlegende Unterschied zwischen einer Steuerung und einer Regelung
Steuerung –> offene Wirkungskette
Regelung –> geschlossener Kreis
Was versteht man unter Pulsweitenmodulation/ Einschaltdauermodulation?
Rel. Einschaltdauer = Maß für Signalgröße
Großes Signal // kleines Signal
Wesshalb ist bei einer hydraulischen Positionierregelung die Eigenfrequenz “Masse Zylinder”/ “Federsteifigkeit Ölsäule von Interesse?
Maß für die Dynamik. Entspricht max. Verstellgeschwindigkeit.
Betrieb stets unterkritisch
Nennen Sie drei Beispiele für Regelstrecken mit Totzeit
1) Förderband
2) Mischung - Messstelle dahinter
3) Temperaturregelung
Bei dem Verfahren von Ziegler/ Nichols werden Parameter ermittelt aus denen die Reglereinstellungen geschlossen werden kann. Wie lauten diese?
Kp_krit
T_krit
Bei der Reglereinstellung aus der Sprungantwort werden durch einen Versuch 3 Kenngrößen ermittelt. Wie lauten diese?
Ks. ; Tg ; Tu
Welche Eigenschaften müssen die Nullstellen der charakteristischen Gleichung besitzen, damit der Regelkreis stabil ist?
Alle Realteile negativ
In einem Regelkreis befindet sich unter anderem eine Totzeit. Wie verändern sich amplitudenreserve und Phasenreserve falls die Totzeit erhöht wird?
Phasen und Amplitudenreserve werden kleiner
Was versteht man unter dem Begriff Amplitudenreserve?
Faktor um den KP erhöht werden kann bis zum erreichen der Stabilitätsgrenze
Eine vorhandene Kaskadenregelung soll zu einem einfachen einschleifigen Regelkreis vereinfacht werden. Wie viele Messumformer, Regler und Stellglieder werden eingespart?
Messumformer : 2-1=1
Regler : 2-1=1
Stellglieder : 1-1=0
Wie viele Messumformer werden bei einer Kaskadenregelung benötigt?
2
Wie viele Stellgeräte werden bei einer kaskadenregelung benötigt?
1
….. Den Wert für TN verändern damit das Überschwingen reduziert wird
Tn vergrößern
Ein Regler ist optimal eingestellt. Dann wird die Verstärkung bei dem Messumformer verdoppelt. Wie müssen die Einstellparameter eines PI Regel das dann verändert werden?
Kp halbieren
Tn unverändert
Wie lauten die Eingangs und Ausgangsgrößen eines Regler
Eingang: Regeldifferenz
Ausgang: Stellgröße
Wie viele Regler und wie viele Rückführgrößen werden bei einer Kaskadenregelung eingesetzt
Jeweils 2
Welche Signalform bzw welcher Signalbereich wird in der pneumatischen Regelungstechnik verwendet
0,2 bis 1 bar überdruck
Welche Signalform welcher Signalbereich wird in der elektrischen Regelungstechnik verwendet? (Strom/Spannung)
Strom: 4 bis 20 mA bzw 0 bis 20 mA
Spannung: 0 bis 10 V bzw -10 bis 10 V
Woran erkennt man bei einer ausgeführten Regelung, dass der Regelkreis an der Stabilitätsgrenze arbeitet?
Einmal angestoßen –> führt Dauerschwingung aus
Welche Werte muss man für TN und TV bei einem Regler eingeben wenn man einen P-Regler verwenden möchte
Tn → ∞
Tv = 0
Beim eintragen eines PT1-Gliedes im Bode Diagramm werden nur die Asymptoten eingetragen. Wie groß ist dabei der Fehler bzw. die Abweichung bei der Kreisfrequenz?
√2 bzw 1/√2
Was versteht man unter dem Begriff Kreisverstärkung
Multiplikation aller statischen Übertragungsfaktoren im Regelkreis
Welche Möglichkeiten der Einstellung sind an der Frontseite eines handelsüblichen Regers möglich
Handbetrieb
Automatikbetrieb
Handstellgröße
Sollwert
Bei welcher Regelung spielen Führungs und Folgeregler eine Rolle
Kaskadenregelung
Wie verändern sich Amplitudenreserve und Phasenreserve in einem Regelkreis, wenn man die Totzeit erhöht wird?
Phasenreserve wird kleiner
Amplitudenreserve wird kleiner
Wie verändern sich Amplitudenreserve und Phasenreserve in einem Regelkreis, wenn man die Totzeit verkleinert wird?
Phasenreserve wird größer
Amplitudenreserve wird größer
Wie hängen die Nachstellzeit und die Vorhaltezeit zusammen?
Nachstellzeit ist 4-5 mal größer als die Vorhaltezeit
Tn= Tv*4
Wie ist die Amplitudenreserve formelmäßig definiert
AR= K_pkrit / K_P
Mit welcher Signalform bzw in welchem Signalbereich werden in der Elektrohydraulik Signale übertragen?
-10V bis +10V
Welches Verhalten stellt sich ein, wenn bei einer hydraulischen Positionierregelung ein I-Regler verwendet wird?
PT2-Verhalten (ungedämpft)
Dauerschwingung
Welchen Regler sollte man bei einer hydraulischen Positionierregelung verwenden um dauerschwingungen zu vermeiden?
PD, PI, PID
Wie ermittelt man K_I aus der Sprungantwort?
K_I= 1/T_I
Wie ermittelt man T_I aus der Sprungantwort?
ΔX=ΔY
Abstand von T bis ΔX ist T_I
T ist Strecke von Sprungfunktion bis Schnittpunkt der Tangente von Sprungantwort und Tangente der Totzeit von Sprungantwort
Welche Bedingung muss erfüllt sein, damit ein Regler bei Sollwertsprüngen nicht überschwingt?
Dämpfungsgrad δ/ω₀ = 1
Was ist eine Totzeit?
Zeitspanne zwischen Änderung am Systemeingang und Antwort am Systemausgang
Wie ermittelt man Ks auf dem Diagramm einer Sprungantwort
Ks= ΔX/ΔY
ΔY= Höhe der Sprungfunktion ΔX= Höhe der Sprungantwort
In einem geschlossenen wärmedichten Behälter wird elektrische Leistung zugeführt. Ziel ist die Temperaturregelung im Behälter. Warum handelt es sich um eine Regelstrecke ohne Ausgleich
Pel=m•c• dT/dt
Ist Pel>0 dann steigt die Temperatur immer weiter
Unter welcher Bedingung lässt sich eine Regelstrecke 2. Ordnung durch eine Hintereinanderschaltung von zwei Elementen 1. Ordnung darstellen
Dämpfungsgrad >1
δ/ω₀ > 1
Eine Regelstrecke mit Verzögerungsgliedern wird mit einem P-Regler betrieben. Eine auftretende Störgröße wird nicht ganz ausgeregelt. Wie muss man Kp verändern, damit der Einfluss der Störgröße auf die Regelgröße abgemindert wird?
Kp erhöhen
Wie ermittelt man Kp aus dem Diagramm mit der Sprungfunktion/Antwort?
Kp=Δy/Δe
Wie ermittelt man T_I aus dem Diagramm der Sprungantwort?
TI ist die Strecke vom Eingangssignal zum Punkt wo Eingang und Antwort sich schneiden ( ∆x=∆y)
Wofür steht T_g
Ausgleichszeit
Wofür steht T_u
Verzugszeit
Wofür steht T_n
Nachstellzeit
Wofür steht T_v
Vorhaltezeit
Wie ist die Kreisfrequenz eines Hydraulikzylinders definiert?
ω₀²=c/m = (Eöl⋅A²)∕(Völ⋅m)
Wie wird die Steifigkeit einer Ölsäule definiert?
c=(Eöl⋅A²)∕Völ
Welches Gesamtübertragungsverhalten entsteht, wenn die Kompressibilität der Ölsäule mit berücksichtigt wird?
(PT₁+PT₂)=PT₃
Was versteht man unter dem Begriff Phasenreserve?
Phasenreserve gibt den Winkel an, um den die Phasenlage, des rückgekoppelten Signals noch weiter verschoben werden kann bis Mittkopplung im System eintritt
Bei einem Regler sei KP=0,8 und Tn=12s. Das Betriebsverhalten ist so, dass eine weitere Erhöhung der Verstärkung möglich sei. Welche neuen Einstellwerte für KP bzw Tb wären sinnvoll?
Kp 1,0 ⬆️
Tn 10s ⬇️
Nennen Sie zwei Aussagen, die durch den Störungsfrequenzgang angegeben werden können?
1) Nenner: Stabilitätsaussage
2) allgemein: beschreibt Wirkung von Störung auf Regelgröße
Wie groß ist das Amplitudenverhältnis eines PT₁-Gliedes bei der Kreisfrequenz ω=1/T ?
K ∕ √2
Besonders 1 ∕ √2
