Regelungtechnik Flashcards
(14 cards)
Was sieht man auf S.4?
Ein Beispiel für eine Spurhalte-Regelung:
Kamera erkennt die Spur (Sensor)
Regler berechnet den Lenkwinkel
Aktuator (Lenkung) steuert das Auto zurück zur Spur
→ Das Ganze ist ein geschlossener Regelkreis
Welche zwei Verfahren werden auf S.6 und S.7 erklärt?
Euler-Verfahren (S.6):
Nimmt die Steigung am Anfang eines Zeitintervalls, um den nächsten Punkt zu berechnen. Einfach, aber nicht sehr genau.
Heun-Verfahren (S.7):
Nimmt die Steigung am Anfang und am Ende, bildet den Mittelwert. Etwas genauer als Euler.
Was passiert auf S.13?
Dort werden die Blockschaltbilder algebraisch behandelt:
Man kann Reihen-, Parallel- und Rückkopplungen mathematisch zusammenfassen
So bekommt man z. B. eine Gesamtübertragungsfunktion
Was bedeutet DGL algebraisieren & Laplace-Transformation (S.8)?
DGL algebraisieren heißt: Man formt eine Differentialgleichung so um, dass man sie mit algebraischen Mitteln lösen kann.
Mit der Laplace-Transformation wandelt man die DGL in eine Übertragungsfunktion um – das ist wie ein “Rezept”, wie Eingang zu Ausgang wird.
Wann ist ein System stabil oder instabil? (S.18)
Ein System ist stabil, wenn alle Pole einen negativen Realteil haben → Signal geht mit der Zeit gegen null.
Wenn ein Pol positiv ist → das System ist instabil → Signal wächst unendlich.
Wie sieht eine Sprungantwort aus? (S.22–23)
Man gibt einen plötzlichen Eingang (z. B. 1 statt 0) und schaut, wie das System reagiert.
P: sofortiger Sprung
I: Anstieg mit Zeit
D: kurzer Impuls (spitz)
Was ist P-, I- und D-Verhalten? (S.19–21)
P-Verhalten: Ausgang reagiert sofort und direkt proportional zum Eingang.
I-Verhalten: Ausgang wächst langsam, solange es eine Abweichung gibt – sorgt für genauen Endwert.
D-Verhalten: Reagiert auf schnelle Änderungen – hilft z. B. bei Schwingungen zu dämpfen.
Was ist ein PT2-System? (S.24–27)
Ein PT2-System besteht aus zwei hintereinandergeschalteten PT1-Gliedern
Es kann schwingen oder gedämpft sein, je nach Dämpfungsgrad D
D > 1 → kein Schwingen
D = 1 → Grenzfall
D < 1 → schwingt
Was ist der Ablauf beim Reglerentwurf? (S.35)
Reglerstruktur wählen (z. B. PID)
Parameter bestimmen (z. B. durch Pole setzen oder Einstellregeln)
Simulation & Test → prüfen, ob Verhalten passt
→ Ziel: Stabil, schnell, genau
Was macht ein PID-Regler? (S.40–47)
P: reagiert direkt
I: sorgt für genaue Endwerte
D: reagiert auf Änderungen, dämpft Schwankungen
→ Kombiniert: schnell, genau und stabil
→ Anti-Windup (S.46) verhindert, dass sich der I-Anteil „aufbläht“, wenn das System an Grenzen stößt
Was ist eine Zustandsdarstellung und warum braucht man sie? (S.62)
Man beschreibt ein System mit Zustandsgrößen, z. B. Position, Geschwindigkeit.
Das hilft bei:
Simulation
modernen Reglern (z. B. LQR)
Beobachtung von nicht messbaren Größen
Was ist ein Zustandsregler (S.69)?
Ein Regler, der auf alle Zustandsgrößen zugreift und daraus die Stellgröße berechnet.
→ Mit dem K-Verstärkungsvektor kann man die Pole des Systems gezielt setzen → Wunschverhalten einstellen
Was ist ein Zustandsbeobachter? (S.79–83)
Wenn man nicht alle Zustände messen kann, kann man sie mathematisch schätzen.
→ Beobachter „rechnet mit“, wie sich z. B. die Geschwindigkeit verhält, basierend auf Eingang und Ausgang.
→ Wichtig für moderne Regler (z. B. Luenberger-Beobachter)
Was ist eine integrale Ausgangsrückführung? (S.75)
Man integriert die Abweichung vom Sollwert und gibt sie als neuen Zustand ins System zurück.
→ Hilft, genaue Regelung ohne bleibenden Fehler zu erreichen
