Prüfung AUTMATISIERUNG 18.1.2006



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schriftlich:



1) Gegeben waren Regelstrecke (K=10, Knickpunkte bei 3, 6, 9 Radiant/Sekunde) und PI-Regler (K=10, Tn=0,1).

Gesucht waren die Qualitätsmerkmale (angenähert)



Anmerkung: Bei dem Prüfungstermin hat KEINER eine Ahnung gehabt was sie genau wollen - anscheinend irgendwie die Qualitätsmerkmale wie Überschwingzeit aus dem Bode-Diagramm von Fo herauslesen, aber sämtliche Versuche das irgendwie in eine PT2 STrecke "umzudeuten" (wo man ja Regeln finden kann) haben fehlgeschlagen. Es hat dann so geendet, dass bei der mündlichen ziemlich viele zum Bode-Diagramm befragt wurden, aber sonst nicht mehr darauf eingegangen wurde.)



2) G(s)=V/[(s+3)*(s+4)] 

   K(s)=(s+2)/(s+1)

   yref(t)=t

   

   Gesucht: Welche Regelabweichung stellt sich nach sehr langer Zeit ein? (Lösung: 3/V)

   

3)           V

   Fo(s)= -------

          (1+s)^4

          

   Gesucht: a) Stabilitätsbereich?

            b) Bei welcher Frequenz oszilliert das System an der Stabilitätsgrenze

            

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mündlich: jeder Kandidat hat nur eine Frage bekommen - ich habe versucht bei den ersten die Zwischenfragen mitzuschreiben (->), was mir später immer schlechter gelungen ist (weil es sich ziemlich oft auf das bezogen hat was die Kandidaten an der Tafel fabriziert haben.)



1) Wie bestimmt man die stationäre Reaktion eines Regelkreises auf eine sinusförmige Störgrösse.

   -> Warum kann das Endwerttheorem NICHT angewandt werden:

      Weil die Störung eine harmonische Schwingung ist und am Ausgang auch eine harmonische Schwingung (gleicher Frequenz) auftritt

   -> Wenn man ein PID-Glied hat, was macht der P Anteil GENAU. (Hatte nichtsmehr mit oberer Frage zu tun)



2) Wie sieht Bode-Diagramm einer IT1 Strecke mit PI-Regler aus?

   -> Was hat es für Auswirkungen auf das symmetrische Optimum wenn ich obere Grenzfrequenz nach RECHTS schiebe?

      Der Regelkreis wird SCHNELLER (da wD ebenfalls nach rechts wandert, sonst wärs nichtmehr symmetrisch)

      

3) I2-Strecke, PD-Regler bestimme wD aus Bode-Diagramm und wie kann man im Bode-Diagramm Stabilität herbeiführen.

   -> Warum nimmt man meist PDT1-Glieder statt PD-Gliedern?

      Weil man sonst schnell an die Realisierbarkeitsgrenze gelangt.



4) Man strebt beim symmetrischen Optimum eine niedrige Steigung bei der Durchtrittsfrequenz an, wieso?

   Weil der Phasenrand bei Steigungen kleiner -20dB auf alle Fälle zwischen 0 und 90° liegt (das muss man sich im Phasendiagramm anschaun)

   

5) Aufhebungskompensation. Was ist das? Wie verwendet mans? Wann kann mans NICHT verwenden. (Wenn man SIngularitäten in der rechten Halbebene kompensieren wollte geht das nicht - weil man es nie so genau trifft)...



6) Das Stabilitätskriterium mit Hilfe der Beiwertbedingungen.

   (Bei dieser Frage war er äusserst ungut - und keiner weiss was daran wirklich falsch war)

   

7) Frequenzgangsortskurve. Grössenordnungen. Welche Radianten werden durchlaufen etc.



8) Manchmal hat man exotische Regelstrecken mit Pol- und Nullstelle in rechter Halbebene. Wie kann man trotzdem stabile Zustände erzeugen?

   Indem man weiteren Pol in rechter Halbebene mit dem Regler erzeugt und so die WOK dazu bringt auch Zustände in linker Halbebene anzunehmen.

   -> Wie sieht WOK eines Vierfach-Pols in linker HE aus?



9) Symmetrisches Optimum: Es gibt eine gewisse Symmetrie im Betragsfrequenzgang - doch wie sieht es mit dem Phasenfrequenzgang aus?

   (alphaR ist bei wD maximal!)

   

10) Was passiert man wenn man bei einem D-Anteil eines Reglers den Koeffizienten mit dem falschen Vorzeichen annimmt. Also die Nullstelle in der rechten Halbebene statt in der linken liegt?



    Ich habe es mit der WOK erklärt, dass plötzlich Verstärkungen auftreten bei denen das System instabil wird. (bzw. Koeffizienten beim Routh-Kriterium falsches Vorzeichen haben werden)

    -> Dann wollte er es in "normalen" Worten:

       Wenn eine Heizungsregelung falsch "gepolt" ist passiert folgendes:

       -) Die Heizung heizt und die Aussentemperatur wird wärmer -> der Regler wird die Heizung trotzdem stärker aufschalten (anstatt sie zu lassen oder sogar ein bisschen zurückzudrehen)

       -) Die Heizung heizt und es wird kälter -> Der Regler wird anstatt die Heizung weiter aufzudrehen sie zurückschalten.

       

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Zum Abschluss ist zu sagen, dass Hr Prof Weinmann dafür dass 12 Kandidaten waren (die letzten beiden mündlichen Fragen habe ich leider nichtmehr) bis auf die 6te Prüfung sehr nett war (nach der 6ten Prüfung hat er dann auch eine Pause eingelegt). Zwei Leute hat er sogar geprüft obwohl die schriftliche nicht wirklich gut war und diese beiden sind dann sogar durchgekommen.



Man muss ausserdem sicher einen Tag einrechnen, bei uns hat die schriftliche von 9:00 bis 10:45 gedauert - die mündliche von 14:00 bie ca. 17:30 (bei den letzten beiden weiss ichs wie gesagt nicht genau)



Alles in allem nicht allzu schwer - man sollte sich vor allem Sachen anscheun die man in der Praxis braucht (weil man ziemlich oft Daumen-Mal-Pi Regeln anwenden muss)



Ich wünsche allen viel Glück

mfg

Klaus