Hallo zusammen,
da ich sehr gut mit den Prüfungsprotokollen lernen konnte, steuere ich auch mein Protokoll bei. Es handelte sich bei der Prüfung um eine Online Prüfung über zoom. Ich habe letztendlich 1,3 erhalten.
Die Prüfungsatmosphäre war sehr angenehm. Neben Professor Rinderknecht war noch ein Beisitzer im Chatraum. Meine Prüfung hat mit etwas Verspätung begonnen. Zu Beginn musste ich den Raum abfilmen, um sicherzustellen, dass keine nicht zugelassenen Hilfsmittel vorhanden sind und versichern, dass keine weiteren Programme am Computer geöffnet sind. (Ich habe zu diesem Zweck kurz meinen Bildschirm geteilt.)
Magnetgelagerte Spindel aus Vorlesungsfolien vorgelegt.
1. Gehen Sie auf theoretische und experimentelle Modellbildung ein
Theoretisch:
-analytisches Modell (Korrektur von Professor: nicht ganz richtig, das Modell muss nicht unbedingt analytisch sein, er hat einen anderen Begriff verwendet, der mit nicht mehr einfällt. Aber es ging darum, dass es sich um in sich geschlossene Gleichungen handelt)
- White-Box
- Physikalische Bedeutung der Parameter
Experimentell:
- Modell durch Messung von Ein- und Ausgangssignalen
- Koeffizientenpolynome zur Beschreibung
- Black-Box
- Nicht zur Auslegung, da kein direkter physikalischer Bezug zwischen Parametern und z.B. Abmessungen
2. Welche Arten von Nichtlinearitäten gibt es?
- Material-
- Geometrische-
- Randbedingungen
3. Welche sind bei Spindel relevant?
- Randbedingungen (Fanglager)
- Materialnichtlinearitäten (z.B. Kriechen bei hoher Temperatur)
Prof. hat Spindel auf Tablet vereinfacht. (Betriebskraft, 2 Aktorkräfte, 2 Sensorkoodinaten, nicht kollokiert)
4. Welches Element aus dem Bild der Spindel fehlt in der vereinfachten Darstellung? Wie würden Sie dieses ergänzen?
- Meine Antwort: Axiallager (Kraft in axialer Richtung eingezeichnet)
- Letztendlich hat der Professor die Darstellung durch die Scheibe ergänzt und die dort ein Kräftepaar eingezeichnet und einen weiteren Absatz, an dem die Axialverschiebung sensiert wird
- Mir war nicht klar, worauf die Frage abzielte, war aber damit beendet
5. Für den Fall, dass die Spindel in den Fanglagern läuft, wie kann man Dämpfung modellieren?
- Weit ausgeholt, dass man generell nur M und K aus FEM gewinnen kann. Und deshalb häufig die Proportionaldämpfung angenommen wird (innere und äußere Dämpfung erwähnt)
- In diesem Fall muss aber diskrete Dämpfung formuliert werden, die an bestimmten Freiheitsgraden angreift
6. Welche Möglichkeiten gibt es, das System zu regeln?
- Dezentrale Regelung (geringe Kopplung)
- Entkoppelte Regelung (Starrkörper)
- Zustandsregelung mit Beobachter (starke Kopplung)
Prof. hat System weiter vereinfacht. Linkes Lager stellt q2=0 ein.
7. Kann das System mit PD-Regler betrieben werden?
- Da keine Kollokation generell nur als Starrkörper. Für elastische Betrachtung Eigenformen wichtig.
- Prof. zeichnet 1. und 2. BEF ein.
- Vorzeichenwechsel in den Modalkonstanten zwischen 1. und 2. BEF –> Regelung nur bis zur 1. BEF stabil
8. Welche Eigenform ist jetzt noch nicht eingezeichnet?
- Starrkörperfom
9. Zurück zur dezentralen Regelung. Als was können die aktiven Lager bei PD-Regelung betrachtet werden?
- Feder und Dämpferpakete
- P steht für Feder und D für Dämpfer
10. Was bedeutet es, wenn die PD-Regelung in der 2.BEF instabil wird?
Wir haben versucht das gemeinsam zu erarbeiten, ich bin aber nicht drauf gekommen
- Letztendlich war die Antwort eine negative Federsteifigkeit (und negative Dämpfungskonstante?)
11. Was unterscheidet aktive und passive Filter?
- Passiv: Elektrische Bauteile. Beispiel TP mit Widerstand und Kondensator genannt
Nachteil: Übertragungsverhalten ändert sich
- Aktiv: Benötigt Hilfsspannung
Vorteil: Übertragungsverhalten bleibt gleich
12. Was nutzt so ein aktiver Filter?
- Operationsverstärker
13. Wie ist der Operationsverstärker verschaltet?
- Spannungsfolger
14. Warum hat ein aktiver Filter ein konstantes Übertragungsverhalten?
- Hohe Eingangsimpedanz
Keine Garantie für die Richtigkeit der stichpunktartigen Antworten.
Ich hoffe das hilft euch weiter und viel Erfolg bei der Prüfung!
