Arbeitsblatt Stationärer Fehler und PID-Regelung mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Stationärer Fehler und PID-Regelung zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
r(t) = 2+K = 2010s + 4y(t)−

Ein Proportionalregler K = 20 regelt die Strecke G(s) = 10/(s + 4) in einem Regelkreis mit Einheitsrückführung. Es wird ein Sprung der Höhe 2 aufgegeben. Bestimme den Endwert der Ausgangsgröße y(∞).

G(s) = 10/(s + 4)K = 20r = 2
y(∞) =
2.Leicht
R(s)+5s²(s + 3)(s + 4)C(s)−

Ein Regelkreis mit Einheitsrückführung hat die Übertragungsfunktion des offenen Kreises G(s) = 5/(s²(s + 3)(s + 4)). Welchen Systemtyp N hat er?

G(s) = 5/(s²(s + 3)(s + 4))
N =
3.Mittel
r(t) = 5 + 4t+20s(s + 2)(s + 4)C(s)−

Auf einen Regelkreis mit Einheitsrückführung und G(s) = 20/(s(s + 2)(s + 4)) wird die Eingangsgröße r(t) = 5 + 4t (ein Sprung plus eine Rampe) gegeben. Bestimme den stationären Fehler ess.

G(s) = 20/(s(s + 2)(s + 4))r(t) = 5 + 4t
ess =
4.Mittel
r(t) = 2t+Ks(s + 2)C(s)−

Ein Regelkreis mit Einheitsrückführung und G(s) = K/(s(s + 2)) soll der Rampe r(t) = 2t mit einem stationären Fehler von 0,2 folgen. Bestimme die Verstärkung K.

G(s) = K/(s(s + 2))r(t) = 2tess = 0,2
K =
5.Schwer
R(s)+Kp​ + Ki​/s5s + 2C(s)−

Ein PI-Regler C(s) = Kp + Ki/s regelt die Strecke G(s) = 5/(s + 2) in einem Regelkreis mit Einheitsrückführung. Der geschlossene Kreis soll ωₙ = 6 rad/s und ζ = 0,8 haben. Bestimme die Integralverstärkung Ki.

G(s) = 5/(s + 2)ωₙ = 6 rad/sζ = 0,8
Ki =
6.Schwer
R(s)+5 + Kd​s4s(s + 1)C(s)−

Ein PD-Regler C(s) = 5 + Kd·s regelt die Strecke G(s) = 4/(s(s + 1)) in einem Regelkreis mit Einheitsrückführung. Bestimme die Differenzialverstärkung Kd, die dem geschlossenen Kreis den Dämpfungsgrad ζ = 0,5 gibt.

G(s) = 4/(s(s + 1))Kp = 5ζ = 0,5
Kd = s

Lösungsschlüssel

  1. 1. y(∞) = 1,961
  2. 2. N = 2
  3. 3. ess = 1,6
  4. 4. K = 20
  5. 5. Ki = 7,2
  6. 6. Kd = 0,868 s

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