1. Aufgabe:
An einem pneumatischen Einheitsregler kann durch unterschiedliche Einstellung der Regelparameter KPR, Tv, Tn verschiedenartiges Verhalten des Reglers erzeugt werden. Sie sollen durch Einstellung der Parameter das „richtige“ Verhalten der nachfolgend aufgeführten Regler erzeugen. Ein Beispiel ist Ihnen durch die PID-RE gegeben. Andere Werte, für u0 z.B., wählen Sie bitte im Bereich 2 V bis 10 V. Vergessen Sie nicht, die Spalte mit den Bemerkungen auszufüllen.
Tv
in min
Tn
in min
KPR
u0
Bemerkungen zur
Rückführung
P-RE
PD-RE
PI-RE
PID-RE
0,3
1,0
2
---
Verzögerte und nachgebende Rückführung sind vorhanden
Zweipunkt-Regler
[. . .]
<Pkt.>/10 Pkt.
2. Aufgabe:
Die Sprungantwort einer RE ergab die folgende Aufzeichnung. Was für eine RE wurde getestet? Wie groß ist der Übertragungsbeiwert KPR? Welche Zeit kann ermittelt werden, und wie groß ist sie?
[. . .]
<Pkt.>/15 Pkt.
3. Aufgabe:
Zeichnen und beschriften Sie eine elektrische Spannungsteilerschaltung.
[. . .]
<Pkt.>/15 Pkt.
4. Aufgabe:
Eine PI-RE ist im Gleichgewicht (Beharrungszustand) bei y 5 V, (w – y Null),
u 3 V.
Es sind an der PI-RE die Werte Yp 50 % und Tn 0,1 min eingestellt. Bei t 8 s erhöht sich w sprungartig auf 6 V.
Wie viele Sekunden vergehen, bis die Stellgröße u den Wert 8 V erreicht hat? (Zeichnerische Lösung für u f(t))
[. . .]
<Pkt.>/17 Pkt.
5. Aufgabe:
Eine PI-RE, deren P-Bereich Yp 100 % und Tn 0,1 min beträgt, wird gemäß nachfolgendem Diagramm mehrfach sprungförmig beaufschlagt.
Im Beharrungszustand w y 4 V beträgt der Wert für u zunächst 3 V. Übertragen Sie den Verlauf der Stellgröße als u f (t) in ein gleiches Diagramm, und bestimmen Sie die Werte für u im Zeitpunkt t 8 s, t 14 s, t 20 s (jeweils 2 Werte) unter Berücksichtigung der am Regler eingestellten Parameter.
[. . .]
<Pkt.>/15 Pkt.
6. Aufgabe:
Bei der Aufnahme der Werte für das Kennlinienfeld einer P-RE wurden aus dem Schreibstreifen die folgenden Größen ermittelt:
Block
I
Block
II
Block
III
Block
IV
Block
V
y/V
u/V
y/V
u/V
y/V
u/V
y/V
u/V
y/V
u/V
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2
3,15
4,2
5,15
6
6,9
7,85
8,9
10
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
2
3,15
4,25
5,15
6
6,85
7,85
8,9
10
5
5,5
6
6,5
7
2
4,25
6
7,75
10
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4
4,6
5,15
5,65
6
6,4
6,85
7,4
8
7,5
7
6,5
6
5,5
5
4,5
4
3,5
2
3,25
4,35
5,25
6,15
7
7,9
8,9
10
a) Tragen Sie in ein Diagramm (16 16 cm) u f(y) punktweise die ermittelten Werte auf. Beginnen Sie mit Block I, II usw., und verbinden Sie die Punkte durch einen Linienzug, sodass sich für jeden Block eine Kennlinie ergibt.
b) Bestimmen Sie aus den Endwerten der Kennlinien den vermutlich eingestellten Übertragungsbeiwert KPR der RE, und schreiben Sie den errechneten Wert an die Kennlinie, z.B. für Block II:
y 8 V – 4 V 4 V; u 10 V – 2 V 8 V
c) Für die Blöcke I bis IV beträgt die vorgegebene Führungsgröße w 6 V.
Wie groß ist u0?
d) Errechnen Sie tabellarisch den idealen Kennlinienverlauf des Reglers für die Kennlinien der Blöcke I bis IV nach der umgestellten Gleichung
z.B. Block II:
KPR
y
w
(y – w)
KPR(y – w)
(1)
u0
(1)u0 u
2
2
2
4,0
4,5
5,0
6
6
6
–2,0
–1,5
–1,0
–4
–3
–2
6
6
6
2
3
4
Weitere Werte für y sehen Sie im Block II Spalte 1.
e) Tragen Sie die idealen Kennlinien in das Kennlinienfeld ein.
f) Für Block I mit KPR 1 beträgt w 8 V. Wie hoch muss die Spannung für die Arbeitspunkteinstellung gewählt werden, wenn e 0 sein soll? (Aus dem Diagramm ablesen.)
g) Für Block V beträgt u0 7 V. Wie groß ist w? Tragen Sie den Arbeitspunkt ein.
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