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Eingangstests

Verfasst: 10.05.2008 15:46
von Tommes
Eingangstests

Eingangstests

Verfasst: 23.05.2008 23:02
von Tommes
Komplexpraktikum Regelung/Steuerung

allgemein
Hinweise zum Komplexpraktikum Regelung/Steuerung
  1. Es gibt keine Eingangstests!
  2. Man sollte die Vorbereitungsaufgaben gelöst haben (wichtig für die Durchführung)
  3. Sucht euch einen Betreuer, nehmt ihn an die Hand und fragt ihn zum Versuch aus, sonst versteht man nicht immer was man da macht.
  4. ...
  5. Viel Spass

Komplexpraktikum Regelung/Steuerung

Verfasst: 26.05.2008 13:21
von zman
Es gibt keine Eingangstests!
Auf die Versuche V8 und V9 trifft das zu, bei S1 gibt's ein mündliches Kolloquium.

Außerdem wollen die Betreuer bei V8/V9 schon wissen, ob man sich mit dem Thema beschäftigt hat. Also am besten Vorbereitungsaufgaben machen und auch die Versuchsaufgaben schon mal anschauen.

Re: Komplexpraktikum Regelung/Steuerung

Verfasst: 13.05.2009 23:20
von todeshand
Zum Versuch S1:

Bei meinem Eingangstest kamen eine Frage zur C-Programmierung dran, die ungefähr folgendermaßen aussah:

Was passiert?
(variable1 & 0x40) >> 3
Dann was zu Interrupt und Pollingbetrieb und noch nen paar andere Dinge zur Versuchsvorbereitung.

Danach kam ein schriftliches Kolloquium, welches dem Eingangstest in einigen Punkten ähnelt (Polling, Interrupt - Unterschiede), in dem zu ALLEN (ja, wirklich zu jedem einzelnen Punkt!) Versuchsvorbereitungsthemen (die ganz am Ende in kursiver Schrift stehen) mindestens eine Frage. Also EDS-Skript bis Automatentabelle und die komplette Versuchsvorbereitung.
Achja und schaut euch auf jeden Fall die Bilder mit der Auflistung der Funktionen der einzelnen Dateien (main.c, main.h, sys.c usw.) an. Die müsst ihr tatsächlich auch wissen.

Re: Komplexpraktikum Regelung/Steuerung

Verfasst: 25.07.2009 16:39
von SeeDyX
Zu Versuch S1 gibts im Abschnitt EDS (viewforum.php?f=111) noch mehr...

Eingangstest V2

Verfasst: 26.11.2009 11:27
von student_et07_:P
Eingangtest V2 vom 13.11.09 aus Gedächtnisprotokoll:

1.) PT2-Glied mit Polen auf negativer reeller Achse: Sprungantwort skizzieren und Verzugszeit t_{u} sowie Wendezeit t_{w} eintragen.

2.) Übertragungsglieder mit Ausgleich bzw. deren Übertragungsfunktion nennen.

3.) Zwei Übertragungsglieder S_{1}(s) und S_{2}(s) mit dazu addierter Störgröße dazwischen in Reihe geschalten sowie y als Eingang in das erste und x als Ausgang aus dem zweiten gegeben. Zur Hilfsgrößenaufschaltung mithilfe der Übertragungsglieder S_{H}(s) und R(s) vervollständigen.
Anhand gegebener Verzögerungszeiten (die von S_{1}(s) waren wesentlich größer als die von S_{2}(s)) einschließlich Begründung erläutern, ob eine Hilfsregelgrößenaufschaltung sinnvoll ist.

Eingangstest V8 - Mechatronik

Verfasst: 19.05.2010 20:44
von nerdwuermle
1. Sprungantwort PT1 Glied und eine Möglichkeit zur Bestimmung von T (Seite 14 Einleitung)
2. PID - Regler:
a) Möglichkeit zur Beschreibung im Zeitbereich mit y(t) und Regelabweichung e(t) und Einstellparameter benennen
(S.23/24 Einleitung)
b) Übertragunsfunktion G(s) (S.23/24 Einleitung)
3. G(s)= k/[(1+sT1)*(1+sT2)], T1>T2
Regler wählen, damit größte Zeitkonstante kompensiert wird. Rechnerisch beweisen!
4. Strecke mit IT1 - Charakter soll bei Auslenkung von 0 auf omega0 keine bleibende Regelabweichung besitzen.
Regler wählen und rechnerisch beweisen, warum.(Laplace: e=lim(s->0) s*E(s))

Ein kleiner Tip noch: schreibt jeden Quark hin, den ihr euch aus den Fingern saugen könnt. Es gibt auf den Test max. 30 Punkte, manche Formeln werden mit mehreren Punkten bewertet.

Re: Versuchsvorbereitung

Verfasst: 19.05.2010 20:49
von nerdwuermle
Hier noch die zum großen Teil beantworteten Kontrollfragen...als kleine Lernhilfe :twisted:

Re: Versuchsvorbereitung

Verfasst: 19.05.2010 20:53
von motte
Vorbereitungsaufgaben Gelöst

Re: Versuchsvorbereitung

Verfasst: 12.06.2010 13:36
von das ich
hier mal der eingangstest zu v5 (vermaschte regelungen):

1. sprungantwort eines PI-reglers skizzieren und kennzeichnen, wie man die reglerparameter daraus ablesen kann

2. wie ändert sich bei einem PT1-glied qualitativ die sprungantwort, wenn man den pol immer weiter nach rechts wandern lässt (bleibt aber noch in der linken offenen halbebene)?

3. einschleifiger regelkreis, wird mit PID-regler geregelt.
geg.: übertragungsfunktion der strecke
ges.: übertragungsfunktion des geschlossenen kreises

4. unterschiede zwischen entwurf mit entkopplungsgliedern und entwurf mittels resultierender strecken nennen

gab insgesamt 30 punkte, weiß aber nicht, wie sie verteilt waren

Re: Versuchsvorbereitung

Verfasst: 14.12.2010 21:31
von FSW
Versuch V8, Vorbereitungsaufgabe 3: Copy'n'Paste Code für Matlab zum Zeichnen der Bodediagramme. Den Code an sich bitte nicht ins Protokoll aufnehmen.

Re: Versuchsvorbereitung V3

Verfasst: 07.01.2011 13:42
von FSW
Da es hier noch nichts für den V3 gibt:

6.1: Die Streckenzuordnung findet sich bereits in Abb. 7, das heißt sie ist genau nicht so, wie man vllt. intuitiv vermuten würde.
6.2:
\widehat{P_{1 \text{, res}}} = P_{11} \cdot \left( 1- \frac{P_{12} P_{21}}{P_{11} P_{22}} \right) = \frac{P_{11} P_{22} -P_{12} P_{21}}{P_{22}} = \frac{\left( K_1 K_2 T - K_3 K_4 \right) s+ K_1 K_2 }{K_2 T s^2 + K_2 s}

\widehat{P_{2 \text{, res}}} =  \frac{ \left( K_1 K_2 T - K_3 K_4 \right) s+ K_1 K_2 }{K_1 T s^2 + K_1 s}

für 6.3/4 gibts Copy'n'Paste Code für Matlab im Anhang, Formeln sind aus dem Code ersichtlich. Wenn man hier die Strecken P** vertauscht, kommen negative Parameter heraus :arrow: nicht stabilisierbar mit PI.

V4 Abtastregelung

Verfasst: 15.04.2011 17:11
von FSW
Eingangstest zu V4:
1.: Wurzelortskurve mit Pol- und Nullstellen sowie der Laufrichtung von PD-, I-, und D-Glied zeichnen.
2.: geg.: LTI-System mit 3 Polen auf der Imaginären Achse. Wie müssen diese angeordnet sein? Skizze angeben und einen möglichen Nyquist-Pfad zeichnen.
3.: "Versteckte Schwingungen" erklären (ggf. mit Skizze)
4.: Eigenschaften eines Dead-Beat-Reglers und deren Zusammenhang mit der Streckenordnung n.
Vorbereitung:
Aufgabe 1
T_N=T_1=5s
K_R = \frac{T_N}{a K_S T_{\sum } } = \frac{1}{a K_S} \cdot \frac{T_1}{T_2 + T_3 + \frac{T_A}{2}} (kontinuierlich: T_A=0 )

Aufgabe 2 (unsere Lösung, für die vom Lehrstuhl siehe unten)
nach Gl. 11 gilt:

K(z)=K_R \cdot \frac{z+\frac{T_A}{T_N} -1}{z-1}=K_R \cdot \left( 1+ \frac{1}{T_N} \cdot \frac{T_A}{z-1} \right)

Ein kontinuierlicher Regler hat jedoch folgende Übertragungsfunktion:

K_k(z)=K_R \cdot \left( 1+ \frac{1}{T_N} \cdot \frac{1}{s} \right)

Es muss also nur der Integrator 1/s betrachtet werden, der Rest ist strukturell gleich. Seien V(s) und U(s) zwei Signale, f"ur die V(s)=\frac{U(s)}{s} gilt. Nach R"ucktransformation folgt im Zeitbereich:

v(t)=\int\limits_{0}^t u ( \tau) d \tau

Bei abgetasteten Werten und Rechteck-Approximation wird aus dem Integral eine Summe:

[formel]v[k] =\sum\limits_{i=1}^k u \cdot T_A + u[0][/formel]

V(z) = T_A \cdot \sum\limits_{i=1}^k \frac{U(z)}{z^i}

(mit Verschiebungssatz und u[0]=0) Letzteres "ahnelt einer geometrischen Reihe:

K_I (z) = T_A \cdot \sum\limits_{i=1}^k \frac{1}{z^i} = T_A \frac{1-z^{-k}}{z-1} \approx \frac{T_A}{z-1} f"ur k \rightarrow \infty

Damit ist der "Ubergang \frac{1}{s} \,\rightarrow\, \frac{T_A}{z-1} gezeigt und somit die "Ubertragunsfunktion validiert.


Aufgabe 3
F(q)=\frac{U_d}{2^{q+1}}


Aufgabe 2 (offizielle Lehrstuhlversion, bitte mir keine Fragen dazu stellen)

Rechteckapproximation, 1 Abtastschritt:

G^* (z) =G^*_P (z) +G^*_I (z) Es gilt G^*_P (z)=K_R und G^*_I (z) = \frac{Y^*_I (z)}{E^* (z)}

y_I[k+1]=y_I[k]+K_R \cdot \frac{T_A}{T_N} \cdot e[k]

Y^*_I (z)=\frac{1}{z} Y^*_I (z) + \frac{1}{z} \cdot K_R \cdot \frac{T_A}{T_N} \cdot E^* (z)

G^*_I (z) = \frac{K_R \cdot \frac{T_A}{T_N}}{z-1}

G^* (z) =K_R + \frac{K_R \cdot \frac{T_A}{T_N}}{z-1} = \frac{K_R z + K_R \cdot \left( \frac{T_A}{T_N}-1 \right)}{z-1}


Rechteckapproximation, Sprungantwort:
Für den I-Teil gilt (mit e(t)=1(t) )

y_I[0]=0 und y_I[1]=\frac{T_A}{T_N} e[0] sowie y_I[2]=\frac{T_A}{T_N} \left( e[0] + e[1] \right)

[formel]y_I[k]= \frac{T_A}{T_N} \sum\limits_{i=0}^{k-1} e[/formel]

und für den gesamten PI-Regler:

[formel]y[k]=K_R \left( e[k] + \frac{T_A}{T_N} \sum\limits_{i=0}^{k-1} e \right)[/formel]

Z-Transformiert:

Y^* (z) = K_R \left( 1+ \frac{T_A}{T_N} \frac{1}{z-1} \right) \cdot E^* (z)

G^*(z)=\frac{Y^*(z)}{E^*(z)} = K_R \left( 1+ \frac{z-1 + \frac{T_A}{T_N}}{z-1} \right) = K_R \left( 1+ \frac{z + \left( \frac{T_A}{T_N} -1 \right) }{z-1} \right)

Re: Versuchsvorbereitung

Verfasst: 17.04.2011 18:35
von Mietzekatze<3
Vorbereitungsaufgaben V5

Re: Versuchsvorbereitung

Verfasst: 01.06.2011 17:51
von Hazicek
Eingangstest V8 RST 06/2011
1) Sprungantwort von PT2-Glied mit konjugiert komplexem Polpaar mit negativem Realteil zeichnen und die Anregelzeit t_anr und Verzugszeit t_u eintragen.
Sonst wie beim Eingangstest von 19.05.2010

Re: Komplexpraktikum Regelung/Steuerung

Verfasst: 01.06.2011 22:41
von MotoGP
S1 Eingangstest heute:

Multiple Choice (Eingangstest Variante A):

1. 16 Bit Microcontroller, wieviel Byte (!!!) belegt eine unsigned int Variable : 1,2,4,8 ? --> 2 Byte (A)
(Bei Variante B war nach signed int gefragt)

2. Was ist der höchste Wert der somit angesprochen werden kann? (2^16) - 1
(Bei Variante B die Hälfte des Wertebereichs...)

3. Für einen Automat mit 4 Eingängen und 2 Ausgängen wir die Situationstabelle auf 10 Zeilen reduziert, macht die Überlegung Sinn, einen kombinatorischen Automaten dafür anzusetzen? ja/nein --> ja
(Bei Variante B waren es 3 Eingänge)

5. union mit mehreren Variablen, welches Speicherabbild entspricht dem Quelltext?
(Tipp: Man verwechselt es leicht, Antwort a ist richtig, da alle Variablen die gleiche Adresse besitzen, genau hinschauen, ihr seht dann schon was ich meine ;) )

6. Quelltextfragment mit einigen Variablen die angelegt werden in der main(). Es wird nach der Sichtbarkeit der Variablen gefragt, also ausserhalb, innerhalb der Schleife usw. Ihr müsst dann die "Zeilenspanne" markieren für die die Variablen sichtbar sind.

7. Quelltextfragment erklären, bei uns wurden die Quadratzahlen von 0 bis 9 ausgegeben.

8. union { struct { unsigned int lower: 4; unsigned higher: 4} } unsigned int all; } test;
was gibt folgender uninitialisierter (!!!) Quellcode aus: test.lower = 5; printf("%d",test.all);
a: 0x05 , b: 0x50 c: nicht vorhersehbar --> c ist richtig.

9. Linker, Assembler und Compiler richtig zuordnen, siehe Bild in der Anleitung (vom c file bis .mot file)

So, das ganze ohne gewähr, Test is bisschen tricky aber durchaus machbar.

Eingangstest V5 Vermaschte Regelung

Verfasst: 21.06.2011 20:07
von Salut
hier nochmal Eingangstest von V5 als Bild:
Gesamtpunktzahl 30, auf 4. gab's 10 Punkte, also müssen schon paar Stichpunkte hin, restliche Punktverteilung weiß ich nicht mehr

Re: Eingangstests

Verfasst: 11.11.2011 12:24
von Stryker44
Hi, wir hatten heute das Praktikum V2, hier der Eingangstest:
Eingangstest 0102
1.Aufgabe:
Zeichnen Sie die Sprungantwort eines PT1-Gliedes, geben Sie die Übertragungsfunktion an und erklären Sie nachvollziehbar die Bestimmung von T.

Lösung: Sprungantwort siehe Einführung regelungsrechnisches Praktikum.

2.Aufgabe:
Geben Sie die Übertragungsfunktion eines PT4-Gliedes an. Unter welchen Bedingungen kann man ein PT4-Glied als eine Reihenschaltung von PT1-Gliedern darstellen.

Lösung: G(s) = \frac{1}{(1+sT_1)(1+sT_2)(1+sT_3)(1+sT_4)}
Reihenschaltung nur möglich bei reellen Polen.

3.Aufgabe:
geg: Reglerstrecke (PT1-Glied) G(s) = \frac{1}{(1+sT)}
ges: Übertragungsfunktion des geschlossenen Regelkreises mit PI-Regler.
Wie wird T_N gewählt? Was kann mit K_R eingestellt werden.

Lösung: G(s) = \frac{KK_R(1+sT_N)}{sT_N(1+sT)+KK_R(1+sT_N)}

T=T_N

\frac{KK_R}{sT_N+KK_R}

K_R -> Überschwingen, Stabilität

4.Aufgabe: Kaskadenregelung
Beispiel einer Temperatursteuerung eines Elektroofens:
geg:
Messgrößen: Temperatur, Heizleistung (P)
Übertragungsfunktionen G_P(s) (Zusammenhang Heizleistung <-> Temperatur)
Übertragungsfunktionen G_I(s) (Zusammenhang Strom <-> Heizleistung)
Stellgröße Strom I

ges:
Wirkungsplan mit Kaskadenregelung
Wie wird RH(s) (innerer/unterlegter Regler) ausgelegt?

Lösung: Kaskadenregelung: siehe regelungstechnisches Praktikum V2

Re: Eingangstests

Verfasst: 23.05.2012 18:19
von J3J3
Eingangstest vom 23.05.2012:
Es gab insgesamt 30 Punkte.

1) Sprungantwort eines PT2-Gliedes mit 2 negativen reellen polenzeichnen und Verzugszeit sowie wechselzeit eintragen.
2) Wie sind die Charakteristiken (der Sprungantworten) des PT2-Gliedes bei
-----a) 2 reelle negative unterschiedliche Pole
-----b) 2 reelle negative identische Pole
-----c) 2 komplex konjugierte Pole mit negativem Realanteil
3) Strecke entspricht I-Glied. Warum kann diese Strecke nicht mit I-Regler geregelt werden (Begründen)? Mit welchem Regler lässt sich die Strecke zweckmäßig regeln?
4) IT1 Strecke wird mit P-Regler (mit Verstärkung Kp) geregelt. Bleibende Regelabweichung berechnen.

Eigentlich nicht so wild, solange man nicht die einfachsten Sachen verhaut...

Re: Eingangstests

Verfasst: 17.06.2012 18:07
von Annalein
Der Test zu V4:

1) Ortskurve von PT1 und PD1
2) Nyquistpfad mit 4 gegebenen Polen zeichnen
3) Quantisierung und Abtastung erklären
4) Dead Beat Regler: Mögliche Schwierigkeiten erklären

Re: Eingangstests

Verfasst: 17.06.2013 16:27
von Porsti
Eingangstest vom 23.04.2013 zu V5 mit teilweisen Lösungen..

Re: Eingangstests

Verfasst: 18.06.2013 08:56
von Cobe
Die Doppel-I-Strecke lässt sich mit nem PD-Regler stabilisieren.

Der geschlossene Regelkreis mit idealen PD lautet:

G(s)=\frac{\frac{K_p(1+T_V*s)}{T_N^2*s^2}}{1+\frac{K_p(1+T_V*s)}{T_N^2*s^2}}

bisschen umstellen auf:

G(s)=\frac{K_p(1+T_V*s)}{T_N^2*s^2+K_p(1+T_V*s)}=\frac{\frac{K_p}{T_N^2}(1+T_V*s)}{s^2+\frac{T_V*K_P}{T_N^2}*s+\frac{K_P}{T_N^2}}

Nun reicht es aus die Parameter so zu wählen, dass alle Pole in der linken offenen Halbebene liegen, bzw. ist die Stodola-Bedingung bereits erfüllt, da K_P,T_V,T_N \g 0

Re: Eingangstests

Verfasst: 02.07.2013 13:44
von Commodus
V8

insgesamt gab es 30 Punkte
13 Für die 3 Aufgabe, an die restliche Punkteverteilung kann ich mich nicht mehr erinnern

Soweit ich weiß, wurde der Test immer etwas verändert aber es war immer was zum PT2 Glied gefragt und die Stabilität einer Regelstrecke sollte nachgewiesen werden + Reglerwahl

Re: Eingangstests

Verfasst: 25.04.2014 15:41
von Worsti86
Heutiger Eingangstest V5, grobes Gedächtnisprotokoll ;)

1) Skizzieren Sie die Sprungantwort eines PI-Reglers, kennzeichnen und benennen Sie die charakteristischen Größen und geben Sie die Übertragungsfunktion an! (7P)
2) Wie ändert sich die Sprungantwort eines PT1-Gliedes, wenn die Pole immer weiter nach rechts (aber trotzdem noch <0) geschoben werden? Was passiert, wenn die Pole im Ursprung liegen?(7P)
- langsamere Regelung
- T wird größer
- im Ursprung: Strecke zeigt I-Verhalten
3) geg.: G_s(s) = K/(1+s*T_1) ; PI-Regler
ges.: Übertragungsfunktion des geschlossenen Kreises ; wie ist T_n zweckmäßig zu wählen? Was kann dann mit K_R beeinflusst werden? (10P)
4) Welchen Zweck verfolgt man mit der Entkopplungsmatrix? Welche Regler werden dafür verwendet? (6P)

...Punkteverteilung bin ich mir nich mehr ganz sicher^^

Re: Eingangstests

Verfasst: 05.05.2014 15:45
von PavelNed
EIngangstest V5 von letzter Woche im groben:
1. Sprungantwort PT2-Glied mit negativ, konjugiert kompexen Polstellen zeichnen, Übertragungsfunktion, t(u) und t(an) einzeichnen
2. Allg. linearer, Zeitinvarianter Zusammenhang zwischen Ein- und Ausgang im Zeitbereich,
Definition Übertragungsfkt; Übergangsfkt;Gewichtsfkt und die Zusammenhänge (mathematisch) zwischen ihnen
3. Unterschied von PT1 und PT2 Glied in Hinblick auf Anstieg der Sprungantwort bei t=0?
4. K=P^-^1\begin{pmatrix}D\1\1&0\\0&D22\end{pmatrix}
Wie muss die Matrix D aussehen, damit eine Entkopplung möglich und auch sinnvoll ist?