Lernkarten

Patrick Döding
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Lernende 9 Lernende
Sprache Deutsch
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 04.06.2013 / 05.06.2021
Lizenzierung Kein Urheberrechtsschutz (CC0)
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Proportionalglied (P-Glied)

ohne Verzögerung

  • P-Glieder erzeugen ein Ausgangssignal S2 das proportional zum Eingangssgnal Sist
  • Kp = Verstärkungsfaktor oder Proportionalbeiwert
  • S2 = Kp x S1

Bsp. Getriebe für Drehzahlversärkung oder Getriebe für die Drehmomentverstärkung

 

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Proportionalglied mit Verzögerung 1. Ordnung

(PT1-Glied)

  • Proportionalglieder mit Verzögerung 1.Ordnung sind gekennzeichnet durch einen Energiespeicher und einer Zeitkonstante
  • Bsp. Druckbehälter wird über ein Ventil gefüllt
  • PT1-Glieder glätten schnell wechselnde Signale
    • bei hohen Frequenzen wird die Ausgangsamplitude sehr klein
    • die Ladung und Entladung des Energiespeichers kann dem schnellen Wechsel nicht folgen
  • PT1-Glieder erzeugen eine Phasenverschiebung zwischen Eingangs - und Ausgangssignal
    • PT1-Glieder werden auch Tiefpassfilter 1.Ordnung genannt
    • sie lassen tiefe Frequnzen passieren
    • unterdrücken hohe Frequenzen
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Frequenzgang

Frequenzgang F(jw) ist das Verhältnis des Zeigers der sinusförmigen Ausgangsgröße zum Zeiger der sinusförmigen Eingangsgröße S2/S1 im eingeschwungenen Zustand

Meßtechnisch oder durch DGL erfassbar

Der Frequenzgang stellt nur einen Ausschnitt der Gesamtübertragungsfunktion dar

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Ortskurve

  • An der Ausgangsfunktion werden Amplitudenhöhen xa und der Phasenverschiebungswinkel (Phi) gemessen.
  • Gemessen an verschiedenen Kreisfunktionen (omega) ergeben sich verschiedene Ortskurven, die in einem Diagramm dargestellt die Funktion des Frequenzgangs ergeben
  • Werden Amplitudenverhältnis und Phasenlage für den Frequenzbereich (omega = 0) bis (omega = unendlich) als Zeiger in die Gauß'sche Zahlenebene eingetragen und die Endpunkte aller Zeiger miteinander verbunden, so erhält man die Ortskurve des Frequenzgangs
  • auch Nyquist-Diagramm genannt
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Bode-Diagramm

  • Amplitudenverhältnis und Phasenverschiebung werden getrennt als Funktion der Kreisfrequenz behandelt
  • Kreisfrequenz und Amplitudenverhältnis werden logarithmisch aufgetragen
  • Phasenverschiebung bekommt einen linearen Maßstab
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Linearisierung der nichtlinearen Kennline eines Regelkreisgliedes

  • Die Kennlinie ist normalerweise nicht linear
  • Zur vereinfachung legt man eine Tangente an den Arbeitspunkt an
  • Die Steigung der Tangenten ist der Übertragungsbeiwert K
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Eigenschaften eines Operationsverstärkers

  • Gleichspannungsdifferenzierverstärker
  • Aktives Bauteil mit Verstärkung
  • Braucht Hilfsenergie
  • Hat 2 Eingänge die das Vorzeichen umdrehen
  • Sehr hohen Eigenwiderstand
  • Verstärkung über Rückkopplung
  •  
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Prinzip der Kaskadenregelung

  • Regelung mittels Hilfsregelgröße über zusätzlichen Regler
  • Störungen im Eingangsbreich der Strecke werden schnell im inneren Regelkreis durch den Folgeregler R2 ausgeregelt, auf den der Ausgang der Führungsregler R1 als Führungsgröße wirkt
  • deutliche Verbesserung der Regeldynamik wenn:
    • sich wesentliche Störungen stark auf xH auswirken
    • Die Zeitkonstante von S1 wesentlich kleiner als die Gesamtzeitkonstante ist 
  • zwei vermaschte Regelkreise wobei einer den anderen überlagert ist
  • Das Zusammenwirken beider Regler funktioniert nur dann, wenn
    • Der untergeordnete Regelkreis ein schnelleres Zeitverhalten hat als der übergeordnete Kreis aufweist
    • die wesentlichen Verzögerungen in den Teilstrecken des äußeren Kreises enthalten sind
  • Vom Standpunkt des übergeordneten Kreises ist der untergeordnete Kreis mit seinem Führungsverhalten nur ein schnelles Stellglied des übergeordneten Kreis
  • Vom Standpunkt des untergeordneten schnelleren Kreises ist der übergeordnete langsame Kreis nur als Sollwerteinsteller zu betrachten, der so langsam ist, dass der Sollwert als nahezu konstant gelten kann