Prüfungsprotokoll vom 06. Februar 2018

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  • Prüfungsprotokoll vom 06. Februar 2018

    Hier einmal aus dem Kopf, was in der Prüfung zu Mechatronische Systemtechnik I im WS17/18 am 06. Februar 2018 gefragt wurde:


    *Magnetgelagerte Spindel*

    - Wie würden Sie bei der Modellbildung vorgehen?
    - Welche physikalischen Phänomene würden Sie berücksichtigen/vernachlässigen?
    - Welche Nichtlinearitäten treten auf und wie erkennt man die Nichtlinearität eines Systems, wenn man den Aufbau (die Maschine) vor sich hat?

    *System vereinfacht, an einer Seite drehbar gelagert, zwei Sensoren und zwei Aktoren eingetragen*

    - Wie kann man dieses System Regeln?

    *Drei Eigenformen eingezeichnet*

    - Wie sieht der Amplitudengang für dieses System aus? (Hat zwei Polstellen im Ursprung!)
    - Wie sieht/sehen die Eigenform/en für die Frequenz = 0 aus?
    - Wie sieht die WOK für das System aus?

    *Frage zur Sensorik*

    - Was ist das Problem beim Differenzieren/Integrieren einer Messgröße?
    - Wie kann man dieses Problem umgehen?

    *Ende*

    Die Atmosphäre war sehr angenehm und immer so tun, als würdet ihr euch was denken bei dem, was ihr tut!

    Viel Erfolg, ich hoffe, ich kann helfen :)

    Vielleicht schaffe ich es die Tage, meine Antworten dazu zu schreiben! Es kam eine 1 vor dem Komma dabei heraus. Allgemein fair und doch großzügig bewertet.
  • ich füge einfach mal hinzu was ich mir von meiner prüfung heute (13.02.18) behalten konnte. dürfte aber weitestgehend vollständig sein

    vielleicht schließen sich weitere an und die protokolle sind so in einem unter einem thread gebündelt..

    *magnetgelagerte spindel

    - vorgehen bei der modellbildung?
    -> systemgrenze, ansatz wählen/modellieren, numerische berechnung, visualisieren, interpretation/plausibel?, exp. Überprüfung

    - was erhält man daraus?
    -> Eigenformen über Modalanalyse, Pol und NST, Dämpfung (der prof wollte eigentlich nur M,K und D hören, und ich dachte er hatte nach den experimenten gefragt)

    -> spindel an einer seite mit festlager fixiert (dennoch mit drehfreiheitsgrad)

    - zeichnen sie einen amplituden gang!
    -> ich habe gefragt ob ich strukturelastizitäten und kollokation berücksichtigen solle - ja! -> also ungefesseltes starrkörperverhalten (wegen des drehfreiheitsgrads) dann doppelte NST und dann resonanzverhalten und und gegen null (habe nur für einen eigenmod gezeichnet und das so kommuniziert)

    *der professor zeichnete eine "weiche" feder in der nähe das aktive lagers (wo genau nicht weiter relevant)

    - zeichnen sie den amplitudengang in das selbe KOS
    -> gefesseltes system d.h. globales P-verhalten dann direkt für eine niedrige frequenz die Resonanzüberhöhung und dann anschmiegen an den vorherigen verlauf für hohe frequenzen (vor dem "anschmiegen" hab ich den gefesselten verlauf komplett unterhalb des vorherigen verlaufs gezeichnet. scheint richtig zu sein...)

    *der professor zeichnete 3 eigenformen ein (2 davon kollokiert und 1 nicht) ab jetzt wieder ohne federelement

    -zeichnen sie Pol und NST diagramm und dann die WOK für PD regelung
    -> doppelter Pol in Ursprung dann komplex konjugierte NST, Polstelle, NST, Polstelle, Pollstelle und die NST des PD reglers (stabiles starrkörperverhalten und für ersten 2 moden und der letzte instabil)

    - ok angenommen ideal kollokation von sensor und aktor, im betrieb steigen irgendwann mehr und mehr die amplituden und das system muss instabil sein, warum?
    -> nicht vernachlässigbare sensor-/aktordynamik und oder oder rechenzeit in regler destabilisiert das system durch zu viel phasenverzug

    *zurück zu beidseitig aktiv gelagerter spindel

    - wie können sie dies regeln?
    -> dezentral, entkoppelt und zentral erklärt

    - warum ist dezentrale kopplung möglich?
    -> kopplung findet in strecke statt und für den regler ist die kopplung wie eine störung die auch ausgeregelt wird

    - ist die entkopplung für ein elast. system möglich?
    -> nein, da kein direkter zusammenhang mehr zwischen auslenkungen in aktiven lagern und den schwerpunktkoordinaten

    - was dann?
    -> beobachter, zustandsrückführung ...

    *zeichnete ein signalspektrum für nutzsignal und störsignal welche sich überlappt haben

    - wie kann man damit umgehen?
    -> hier stand ich ein bisschen auf dem schlauch^^ bin auf methoden eingegangen um das störsignal selbst auszulöschen (also für störungen durch kapazitiv und induktive effekte)

    - ok, trotz allem lässt sich das störsignal nicht vermeiden was nun?
    -> versuchte es mit pseudo differenzieller und differenzieller signalübertragung zu beantworten

    - ok, das ist alles richtig was sie sagen aber sie haben die informationen über ihr nutz- und das störsignal, wie handhaben sie das?
    -> hier musste ich anfangen rumzutruxen, da mir mögliche antworten ausgingen und ich nachgefragt habe ob ich die frage denn richtig verstehe usw... er wollte nur hören, dass man das störsignal dann im nachhinein rausrechnen/löschen/abziehen kann

    das wars!

    habe auch immer versucht zu erklären und zu begründen was ich mache, wie ich zu einem schluss komme oder was/wie ich zeichne und das hat mir auch eine sehr gute note eingebracht. zur atmosphäre: schon angenehm, professor rinderknecht ist ja auch kein unmensch, sondern sehr nett und korrekt, aber es ist und bleibt ne prüfungssituation mit nem umfang von nur 20min und dementsprechend sachlich und flott geht das auch von statten
  • TSYN schrieb:

    - warum ist dezentrale kopplung möglich?
    -> kopplung findet in strecke statt und für den regler ist die kopplung wie eine störung die auch ausgeregelt wird
    Hi,

    danke für dein Protokoll!

    Ich hätt eine Frage zu der oben zitierten Stelle: Kannst kurz auf die Frage eingehen, was ist genau hiermit gemeint? Gibt es eine Voraussetzung für die dezentrale Regelung auf die der Prof hinauswollte?
  • Hi,
    entschuldige, dass ich das jetzt erst sehe. war nach der hmd klausur (15.03.) länger nicht online ^^

    ok sofern ich mich richtig erinnere, war die frage genauer: warum es möglich ist, mit der dezentralen regelung das system ohne bleibende regelabweichung zu regeln.
    scheinbar ist es per se erstmal nicht der fall, dass eine strecke mit mehreren gekoppelten FHG und dezentraler regelung stationäre genau ist.

    die antwort ist eine der geforderten eigenschaften für regler: störgrößenkompensation - die kopplung wirkt dabei wie eine störgröße auf die strecke eines regelkreise und kann eben ausgeregelt werden.

    ich glaube weniger, dass der professor auf eine voraussetzung hinaus wollte, sondern eher dass der zusammenhang hergestellt wird bzw. abstrahiert wird: aha -> Kopplung entspricht störgröße für einzelnen regelkreis -> diese kann der regler ausregeln -> stationäre genauigkeit möglich

    das bedeutet jedoch meines wissens nicht, dass es die vorraussetzungen nicht gäbe, was mir spontan einfällt: beobachtbarkeit - ohne die, müsste z.B. eine zentrale zustandsregelung mit beobachter her (das geht jedoch nicht in die richtung, in die der professor wollte)

    ich hoffe es hilft dir noch, habe aber die befürchtung, dass ich zu spät bin. falls nicht, hilft es vielleicht jemand anderem :)
  • Hallo,
    eine Frage zum Protokoll von TSYN:

    Wenn man den drehbar gelagerten Balken (zunächst ohne weiche Feder) betrachet, dann gehen die Resonanzstellen ins Unendliche (ungedämpft). Wenn jetzt aber die Feder hinzukommt liegt wieder ein ungedämpftes, aber gefesseltes System vor. Dann müsste die Überhöhung unmittelbar nach dem P-Anteil doch auch ins Unendliche gehen oder? Man hat dann die ungedämpfte Schwingung des "starren" Balken bei dieser Frequenz.

    Verstehe ich das richtig?

    Grüße
  • TSYN schrieb:

    - zeichnen sie einen amplituden gang!
    -> ich habe gefragt ob ich strukturelastizitäten und kollokation berücksichtigen solle - ja! -> also ungefesseltes starrkörperverhalten (wegen des drehfreiheitsgrads) dann doppelte NST und dann resonanzverhalten und und gegen null (habe nur für einen eigenmod gezeichnet und das so kommuniziert)

    *der professor zeichnete eine "weiche" feder in der nähe das aktive lagers (wo genau nicht weiter relevant)

    - zeichnen sie den amplitudengang in das selbe KOS
    -> gefesseltes system d.h. globales P-verhalten dann direkt für eine niedrige frequenz die Resonanzüberhöhung und dann anschmiegen an den vorherigen verlauf für hohe frequenzen (vor dem "anschmiegen" hab ich den gefesselten verlauf komplett unterhalb des vorherigen verlaufs gezeichnet. scheint richtig zu sein...)
    Hey,

    hab eine kurze Frage dazu: Inwiefern unterscheidet sich der Amplitudengang eines ungefesselten Starrkörpers zu dem, wenn man die Strukturelastizität und die Kollokation berücksichtigt? Ich habe die Themen eigentlich gut verstanden, nur hierbei stehe ich einfach auf dem Schlauch.

    Könnte vielleicht jemand eine Skizze machen? Das wäre klasse!

    Grüße :)