Regelstrecken: Interaktive Lernquizze für Regelungstechnik

Question 1

Welche der folgenden Aussagen über die Übertragungsfunktion einer Regelstrecke trifft nicht zu?

Accepted Answer

Sie enthält keine Nullstellen.

Answer

Sie beschreibt das frequenzabhängige Verhalten der Regelstrecke.

Answer

Sie kann experimentell aus einem Zeitverlauf ermittelt werden.

Answer

Sie ist vom Arbeitspunkt der Regelstrecke abhängig.

Question 2

Welche der folgenden Differentialgleichungen beschreibt eine Regelstrecke erster Ordnung?

Accepted Answer

τ*dy/dt + y = K*u

Answer

a1*d^2y/dt^2 + a2*dy/dt + a3*y = K*u

Answer

d^3y/dt^3 + b2*d^2y/dt^2 + b1*dy/dt + b0*y = K*u

Answer

K*dx/dt = y*u

Question 3

Welche der folgenden Maßnahmen trägt zur Verbesserung der Stabilität einer Regelstrecke bei?

Accepted Answer

Vergrößerung des Dämpfungsfaktors

Answer

Erhöhung der Totzeit

Answer

Verringerung der Verstärkung

Answer

Hinzufügen einer P-Komponente zum Regler

Question 4

Welche der folgenden Methoden zur Identifikation von Regelstrecken verwendet ein Eingangssignal, das weißes Rauschen darstellt?

Accepted Answer

Rauschantwortanalyse

Answer

Frequenzganganalyse

Answer

Sprungantwortanalyse

Answer

Impulsantwortanalyse

Question 5

Welche Aussage beschreibt **nicht** das Verhalten einer Regelstrecke zweiter Ordnung?

Accepted Answer

Ihre Übertragungsfunktion hat einen Pol in der rechten Halbebene.

Answer

Sie hat eine Einschwingzeit.

Answer

Ihre Sprungantwort kann schwingen.

Question 6

Welche der folgenden Regelstrecken ist eine Totzeitstrecke?

Accepted Answer

Ein hydraulische Leitung

Answer

Eine Feder-Masse-Dämpfer-System

Answer

Ein Wärmeaustauscher

Question 7

Welche der folgenden Methoden zur Modellierung von Regelstrecken liefert keine experimentellen Daten?

Accepted Answer

Analytische Modellierung

Answer

Sprungantwortmessung

Question 8

Welche der folgenden Aussagen zum Einfluss der Totzeit auf das Regelverhalten ist richtig?

Accepted Answer

Totzeit kann die Regelzeit verlängern.

Answer

Totzeit kann die Regelgüte verbessern.

Question 9

Welche der folgenden Regelstrecken hat ein nichtlineares Verhalten?

Accepted Answer

Eine hydraulische Leitung mit Ventil

Answer

Ein elektrischer Motor

Question 10

Welche der folgenden Größen ist **nicht** eine Zustandsgröße einer Regelstrecke?

Accepted Answer

Störgröße

Answer

Eingangsgröße

Answer

Ausgangsgröße

Answer

Ableitung der Ausgangsgröße

Question 11

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen beschreibt eine Regelstrecke 1. Ordnung?

Accepted Answer

G(s) = k / (Ts + 1)

Answer

G(s) = k / s

Answer

G(s) = k / (s² + 2ζs + 1)

Answer

G(s) = k * e^(-Ts)

Question 12

Welche der folgenden Arten von Nichtlinearitäten kann in Regelstrecken **nicht** auftreten?

Accepted Answer

Linearität

Answer

Sättigung

Answer

Totzone

Answer

Hysterese

Question 13

Welche der folgenden Aussagen über das Modell einer Regelstrecke ist **nicht** wahr?

Accepted Answer

Es ist immer eine exakte Beschreibung der realen Strecke.

Answer

Es kann verwendet werden, um das Verhalten der Strecke vorherzusagen.

Answer

Es berücksichtigt immer alle Nichtlinearitäten der Strecke.

Answer

Es ist in der Regel einfacher als die reale Strecke.

Question 14

Welche der folgenden Methoden eignet sich **nicht** zur Kompensation von Störgrößen in Regelstrecken?

Accepted Answer

Zustandsregelung

Answer

Vorwärtsregelung

Answer

Rückwärtsregelung

Answer

Beobachterbasierte Regelung

Question 15

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen beschreibt eine Regelstrecke mit Proportionalverhalten?

Accepted Answer

G(s) = 1

Answer

G(s) = s

Answer

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

Answer

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

Question 16

Welches der folgenden Kriterien ist bei der Stabilitätsprüfung von Regelkreisen am wichtigsten?

Accepted Answer

Die Lage der Polstellen der charakteristischen Gleichung

Answer

Die Lage der Nullstellen der Übertragungsfunktion

Answer

Der Wert des Verstärkungsfaktors

Answer

Die Dauer der Zeitkonstante

Question 17

Wie lautet die Sprungantwort einer Regelstrecke mit einer Übertragungsfunktion von G(s) = 1/(s+1)?

Accepted Answer

h(t) = 1 - e^(-t)

Answer

h(t) = 1 + e^(-t)

Answer

h(t) = t

Answer

h(t) = t*e^(-t)

Question 18

Welche der folgenden Aussagen zur Bode-Darstellung von Regelstrecken ist falsch?

Accepted Answer

Die Grenzfrequenz ist die Frequenz, bei der der Amplitudengang um 20 dB abfällt.

Answer

Das Bode-Diagramm besteht aus Amplituden- und Phasengang.

Answer

Der Amplitudengang zeigt den Betrag der Übertragungsfunktion.

Answer

Der Phasengang ist ein Maß für die Verzögerung zwischen Eingangs- und Ausgangssignal.

Question 19

Welche der folgenden Formen einer Übertragungsfunktion beschreibt eine Regelstrecke mit Verzögerung?

Accepted Answer

G(s) = K * e^(-s*T)

Answer

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

Answer

G(s) = K * s

Answer

G(s) = K / (s^2 + a*s + b)

Question 20

Welche der folgenden Aussagen zur Identifikation von Regelstrecken ist richtig?

Accepted Answer

Sie kann sowohl durch experimentelle Verfahren als auch durch mathematische Modellierung erfolgen.

Answer

Sie ist nur für lineare Regelstrecken möglich.

Answer

Sie liefert immer exakte Ergebnisse.

Question 21

Welche der folgenden Maßnahmen kann zur Verbesserung der Durchlassbreite eines Regelkreises ergriffen werden?

Accepted Answer

Erhöhung der Verstärkung des Reglers

Answer

Reduzierung der Störgrößen

Answer

Vergrößerung der Zeitkonstante der Regelstrecke

Answer

Hinzufügen eines Verzögerungsgliedes in die Regelstrecke

Question 22

Welche der folgenden Regelstrecken ist ein Beispiel für eine Regelstrecke mit Mehrfachvariablen?

Accepted Answer

Wärmetauscher

Answer

Positionsregelung

Answer

Temperaturregelung

Answer

Motorregelung

Question 23

Die Übertragungsfunktion einer Regelstrecke ist definiert als:

Accepted Answer

Verhältnis der Laplace-Transformierten der Ausgangsgröße zur Laplace-Transformierten der Eingangsgröße

Answer

Verhältnis der Ausgangsgröße zur Eingangsgröße

Answer

Differenz der Ausgangsgröße zur Eingangsgröße

Question 24

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen beschreibt eine Regelstrecke erster Ordnung?

Accepted Answer

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

Answer

G(s) = 1 / (s²T + 1)

Answer

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

Answer

G(s) = 1 / (sT² + 1)

Question 25

Welche der folgenden Größen wird verwendet, um die Dämpfung einer Regelstrecke zu beschreiben?

Accepted Answer

Dämpfungsverhältnis

Answer

Eigenfrequenz

Answer

Zeitkonstante

Answer

Frequenzgang

Question 26

Die Übertragungsfunktion einer Strecke 1. Ordnung lautet:

Accepted Answer

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

Answer

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

Answer

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

Answer

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

Question 27

Welche Aussage zur Sprungantwort einer Strecke 2. Ordnung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist gedämpft schwingend

Answer

Sie ist monoton steigend

Answer

Sie ist linear ansteigend

Answer

Sie ist exponentiell abklingend

Question 28

Welche Größe beschreibt das Trägheitsverhalten einer Strecke?

Accepted Answer

Zeitkonstante

Answer

Eckfrequenz

Answer

Dämpfungsverhältnis

Answer

Verstärkungsfaktor

Question 29

Wie lautet der Zusammenhang zwischen Grenzfrequenz und Zeitkonstante einer Strecke 1. Ordnung?

Accepted Answer

Grenzfrequenz = Kehrwert der Zeitkonstante

Answer

Grenzfrequenz = Hälfte der Zeitkonstante

Answer

Grenzfrequenz ist unabhängig von der Zeitkonstante

Answer

Grenzfrequenz = Doppelte der Zeitkonstante

Question 30

Was ist die Totzeit einer Strecke?

Accepted Answer

Zeitliche Verzögerung zwischen Eingangs- und Ausgangssignal

Answer

Verstärkung des Signals

Answer

Filterung des Signals

Answer

Dämpfung des Signals

Question 31

Welche Methode zur Modellierung einer Regelstrecke basiert auf experimentellen Messdaten?

Accepted Answer

Systemidentifikation

Answer

Heuristische Modellierung

Answer

Physikalische Modellierung

Answer

Analytische Modellierung

Question 32

Wann ist eine Regelstrecke stabil?

Accepted Answer

Wenn alle Pole ihrer Übertragungsfunktion im linken Halbebene der komplexen Ebene liegen

Answer

Wenn alle Pole ihrer Übertragungsfunktion im rechten Halbebene der komplexen Ebene liegen

Question 33

Welche Art von Nichtlinearität führt zu einer Verzerrung des Ausgangssignals?

Accepted Answer

Amplitudenabhängige Nichtlinearität

Answer

Lineare Nichtlinearität

Answer

Frequenzabhängige Nichtlinearität

Answer

Zeitabhängige Nichtlinearität

Question 34

Welche Methode wird häufig zur Kompensation von Totzeiten in Regelkreisen mit Transportverzögerungen eingesetzt?

Accepted Answer

Smith-Prädiktor

Answer

PID-Regelung

Answer

Ziegler-Nichols-Methode

Question 35

Welche der folgenden Methoden zur Modellierung einer Regelstrecke liefert die genaueste Repräsentation des tatsächlichen Systems?

Accepted Answer

Systemidentifikation

Answer

Physikalische Modellierung

Answer

Analytische Modellierung

Answer

Heuristische Modellierung

Question 36

Welcher Regelstreckentyp wird durch eine Übertragungsfunktion 1. Ordnung beschrieben?

Accepted Answer

RC-Glied

Answer

Feder-Masse-System

Answer

DC-Motor

Answer

Hydraulischer Zylinder

Question 37

Welcher Frequenzgang ist charakteristisch für eine unterdämpfte Regelstrecke?

Accepted Answer

Ein Resonanzpeak über der Grenzfrequenz

Answer

Ein Anstieg von 40 dB/Dekade unter der Grenzfrequenz

Answer

Eine konstante Verstärkung von 0 dB über den gesamten Frequenzbereich

Answer

Ein Abfall von 20 dB/Dekade über der Grenzfrequenz

Question 38

Welche Maßnahme kann das Störverhalten einer Regelstrecke verbessern?

Accepted Answer

Einsatz eines Störfilters

Answer

Reduzierung der Grenzfrequenz

Answer

Erhöhung der Verstärkung

Answer

Vergrößerung der Zeitkonstante

Question 39

Welche der folgenden Software ist für die Modellierung und Analyse von Regelstrecken weit verbreitet?

Accepted Answer

MATLAB/Simulink

Answer

Word

Answer

Excel

Question 40

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die allgemeine Struktur einer Regelstrecke korrekt?

Accepted Answer

Ein lineares, zeitinvariantes System mit Ein- und Ausgangsgrößen

Answer

Ein zeitdiskretes System mit digitalen Ein- und Ausgangsgrößen

Answer

Ein nichtlineares, zeitvariantes System mit mehreren Ein- und Ausgangsgrößen

Question 41

Welche der folgenden Übertragungsfunktionen repräsentiert ein Verzögerungsglied erster Ordnung?

Accepted Answer

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

Answer

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

Answer

G(s) = 1/sT

Answer

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

Question 42

Welche Approximationsmethode kann für eine Übertragungsfunktion mit einem sehr großen Zeitkonstantenverhältnis verwendet werden?

Accepted Answer

Dominante Pol-Approximation

Answer

Paarweise Pol-Approximation

Answer

Asymptotische Stabilitätsanalyse

Answer

Wurzelortskurvenanalyse

Question 43

Welche Technik kann verwendet werden, um die Totzeit einer Regelstrecke zu kompensieren?

Accepted Answer

Smith-Prädiktor

Answer

Robuste Regelung

Answer

Nichtlineare Regelung

Answer

Zustandsregelung

Question 44

Welche der folgenden Aussagen beschreibt eine nichtlineare Regelstrecke korrekt?

Accepted Answer

Ihre Übertragungsfunktion ist nichtlinear in Bezug auf die Eingangsgröße

Answer

Ihre Dämpfung ist nichtlinear in Bezug auf die Eingangsgröße

Answer

Ihre Zeitkonstante ist nichtlinear in Bezug auf die Eingangsgröße

Question 45

Welcher Reglertyp ist für die Steuerung nichtlinearer Regelstrecken besonders geeignet?

Accepted Answer

Nichtlinearer Regler

Answer

Zustandsregler

Answer

PID-Regler

Answer

Robuster Regler

Question 46

In welchem Anwendungsbereich ist die Modellierung und Steuerung von Regelstrecken besonders relevant?

Accepted Answer

Prozessregelung in der Industrie

Answer

Finanzmodellierung

Answer

Sprachverarbeitung

Answer

Medizinische Bildgebung

Question 47

Welche Aussage zur Sprungantwort eines PT1-Gliedes ist korrekt?

Accepted Answer

Die Anstiegszeit ist proportional zur Zeitkonstante.

Answer

Der Anstieg erfolgt linear.

Answer

Die Anstiegszeit ist unabhängig von der Zeitkonstante.

Question 48

Welche Kennlinie charakterisiert ein ohmsches Widerstandselement?

Accepted Answer

Linear

Answer

Exponentiell

Answer

Quadratisch

Answer

Logarithmisch

Question 49

Welche Größe ist nicht Teil des Zustandsraums eines linearen zeitinvarianten Systems?

Accepted Answer

Eingangsgröße

Answer

Zustandsgrößen

Answer

Ausgangsgrößen

Answer

Störgrößen

Question 50

Welche Aussage trifft am besten auf die Übertragungsfunktion einer Regelstrecke zu?

Accepted Answer

Die Übertragungsfunktion beschreibt das Verhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangssignal der Regelstrecke im Frequenzbereich.

Answer

Die Übertragungsfunktion zeigt die Amplitude des Ausgangssignals im Verhältnis zur Frequenz des Eingangssignals.

Answer

Die Übertragungsfunktion beschreibt die interne Funktionsweise der Regelstrecke.

Answer

Die Übertragungsfunktion stellt die zeitliche Reaktion der Regelstrecke auf ein Eingangssignal dar.

Question 51

Welche Komponente gehört NICHT zu den grundlegenden Bestandteilen einer Regelstrecke?

Accepted Answer

Regelstrecke

Answer

Regler

Answer

Stellglied

Answer

Sensor

Question 52

Welche Aussage über die Modellierung von Regelstrecken ist FALSCH?

Accepted Answer

Modellierung liefert immer eine exakte Abbildung der Regelstrecke.

Answer

Modellierung kann zur Simulation und Analyse von Regelkreisen verwendet werden.

Answer

Modellierung hilft, das Verhalten der Regelstrecke besser zu verstehen.

Answer

Modellierung ist eine vereinfachte Darstellung der Regelstrecke.

Question 53

Welche Übertragungsfunktion beschreibt eine Regelstrecke mit einem Verzögerungsverhalten?

Accepted Answer

G(s) = 1/(τs + 1)

Answer

G(s) = 1/s

Answer

G(s) = s

Answer

G(s) = K

Question 54

Eine Regelstrecke mit der Übertragungsfunktion G(s) = 1/s weist ein ... Verhalten auf.

Accepted Answer

Integrator

Answer

Differenzierer

Answer

Verzögerer

Answer

Proportional

Question 55

Ein System mit der Übertragungsfunktion G(s) = K hat eine ... Wirkung.

Accepted Answer

Proportional

Answer

Integrator

Answer

Differenzierer

Answer

Verzögerung

Question 56

Wie wirken sich Störungen auf eine Regelstrecke aus?

Accepted Answer

Störungen können die Regelgröße beeinflussen und somit die gewünschte Regelung beeinträchtigen.

Answer

Störungen sind notwendig für eine stabile Regelung.

Answer

Störungen haben keinen Einfluss auf die Regelstrecke.

Answer

Störungen verbessern die Regelgüte.

Question 57

Wann wird ein Regelkreis als stabil bezeichnet?

Accepted Answer

Wenn die Ausgangsgröße des Systems nach einer Störung oder einem Eingangssignal wieder in den Gleichgewichtszustand zurückkehrt.

Answer

Wenn die Ausgangsgröße des Systems schnell auf Änderungen reagiert.

Answer

Wenn die Ausgangsgröße des Systems immer gleich bleibt.

Question 58

Was beschreibt die Regelgüte?

Accepted Answer

Die Regelgüte beschreibt, wie gut ein Regelkreis seine Aufgabe erfüllt, z.B. durch die Präzision und Geschwindigkeit der Regelung.

Answer

Die Regelgüte beschreibt die Kosten der Regelung.

Answer

Die Regelgüte beschreibt die Komplexität des Regelkreises.

Question 59

Welche der folgenden Aussagen definiert eine Regelstrecke treffend?

Accepted Answer

Ein dynamisches System, das einen Eingangswert in einen Ausgangswert umwandelt.

Answer

Ein statisches Element, das einen Eingangswert in einen Ausgangswert umwandelt.

Answer

Ein System, das nur analoge Signale verarbeitet.

Question 60

Welches mathematische Modell eignet sich für die Beschreibung linearer, zeitinvarianter Regelstrecken?

Accepted Answer

Übertragungsfunktion

Answer

Differenzialgleichung

Answer

Zustandsraumdarstellung

Answer

Impulsantwort

Question 61

Welche Art von Regelstrecke wird durch die Übertragungsfunktion G(s) = 1/(s+5) repräsentiert?

Accepted Answer

PT1-Glied

Answer

I-Glied

Answer

PID-Regler

Answer

PD-Glied

Question 62

Was stellt der Nullpunkt einer Übertragungsfunktion im Zeitbereich dar?

Accepted Answer

Die Zeitkonstante der Sprungantwort.

Answer

Die Verstärkung des Systems.

Answer

Die Dämpfung des Systems.

Answer

Die Resonanzfrequenz des Systems.

Question 63

Welche Aussage beschreibt das Verhalten eines Systems mit komplexen konjugierten Polen?

Accepted Answer

Es zeigt gedämpfte Schwingungen.

Answer

Es ist aperiodisch stabil.

Answer

Es ist marginal stabil.

Answer

Es ist instabil.

Question 64

Was ist eine wesentliche Eigenschaft einer Regelstrecke mit Totzeit?

Accepted Answer

Die Ausgangsgröße reagiert zeitverzögert auf Änderungen der Eingangsgröße.

Answer

Die Regelstrecke ist immer instabil.

Answer

Die Ausgangsgröße ist unabhängig von der Eingangsgröße.

Answer

Die Reaktionszeit ist extrem kurz.