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	<title>Regelungstechnik und Servoantriebe – Bewegungsprofile vergleichen - Versionsgeschichte</title>
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	<updated>2026-10-08T14:04:39Z</updated>
	<subtitle>Versionsgeschichte dieser Seite in MOOCsWiki Staging</subtitle>
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		<id>https://staging.moocwiki.org/index.php?title=Regelungstechnik_und_Servoantriebe_%E2%80%93_Bewegungsprofile_vergleichen&amp;diff=62573&amp;oldid=prev</id>
		<title>Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://staging.moocwiki.org/index.php?title=Regelungstechnik_und_Servoantriebe_%E2%80%93_Bewegungsprofile_vergleichen&amp;diff=62573&amp;oldid=prev"/>
		<updated>2026-10-07T15:29:05Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;b&gt;Neue Seite&lt;/b&gt;&lt;/p&gt;&lt;div&gt;{{T}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
= Regelungstechnik und Servoantriebe – Bewegungsprofile vergleichen =&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
= Einleitung =&lt;br /&gt;
In diesem aiMOOC vergleichst Du Bewegungsprofile von [[Servoantrieb|Servoantrieben]] in einer &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;virtuellen Anlage&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;. Im Mittelpunkt stehen &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Geschwindigkeit&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;, &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Beschleunigung&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; und &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Ruck&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;. Du beobachtest Signalverläufe, diagnostizierst Abweichungen und entscheidest, welches Profil zu einem Ausbildungsfall passt.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Sicherheitsrahmen:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Alle Maschinenabläufe werden zuerst und in diesem Kurs ausschließlich simuliert. Es gibt keine automatische Live-Ansteuerung realer Achsen. Schutzeinrichtungen werden nicht umgangen oder manipuliert. Reale Arbeiten dürfen nur unter geeigneter Fachaufsicht, nach betrieblicher Freigabe und nach den geltenden Sicherheitsregeln durchgeführt werden.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Datei:Servomotor.png|500px|rahmenlos|center]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{#ev:youtube|   https://www.youtube.com/watch?v=ditS0a28Sko   |500|center}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Ausbildungsfall: Pick-and-Place-Achse ==&lt;br /&gt;
Eine Verpackungsanlage transportiert empfindliche Prüflinge mit einem Servoschlitten von Station A nach Station B. In der Simulation gilt:&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;wikitable&amp;quot;&lt;br /&gt;
! Größe&lt;br /&gt;
! Simulationswert&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Fahrweg&lt;br /&gt;
| 400 mm&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| maximale Geschwindigkeit&lt;br /&gt;
| 600 mm/s&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| maximale Beschleunigung&lt;br /&gt;
| 2000 mm/s²&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Profil A&lt;br /&gt;
| trapezförmiges Geschwindigkeitsprofil&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Profil B&lt;br /&gt;
| ruckbegrenztes S-Kurven-Profil&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Ruckgrenze von Profil B&lt;br /&gt;
| 8000 mm/s³&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Auftrag:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Vergleiche beide Profile. Entscheide nicht nur nach Fahrzeit, sondern auch nach Regelabweichung, Stromspitzen, Schwingungsanregung und Einschwingverhalten.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Lerneinheit 1: Bewegung lesen ==&lt;br /&gt;
Für eine Achsbewegung gilt die Ableitungskette:&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;s(t) \rightarrow v(t) \rightarrow a(t) \rightarrow j(t)&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;v=\frac{\mathrm{d}s}{\mathrm{d}t}&amp;lt;/math&amp;gt; beschreibt die zeitliche Änderung des Ortes, &amp;lt;math&amp;gt;a=\frac{\mathrm{d}v}{\mathrm{d}t}&amp;lt;/math&amp;gt; die Änderung der Geschwindigkeit und &amp;lt;math&amp;gt;j=\frac{\mathrm{d}a}{\mathrm{d}t}&amp;lt;/math&amp;gt; die Änderung der Beschleunigung. Die SI-Einheit des Rucks ist m/s³; in Maschinenachsen wird häufig mit mm/s³ gearbeitet.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Datei:Velocity vs time graph.svg|500px|rahmenlos|center]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Mini-Beispiel:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Steigt die Beschleunigung in 0,1 s von 0 auf 2 m/s², beträgt der mittlere Ruck 20 m/s³.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Lerneinheit 2: Warum ein Servoantrieb regelt ==&lt;br /&gt;
Ein [[Servomotor]] arbeitet typischerweise im geschlossenen Regelkreis. Ein Geber liefert den Istwert. Der Regler vergleicht Soll- und Istwert und korrigiert die Bewegung.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Datei:Feedback Loop.svg|500px|rahmenlos|center]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Datei:VW Incremental encoder.gif|500px|rahmenlos|center]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Datei:Servo motor drive.png|500px|rahmenlos|center]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Kurzbild des Signalwegs:&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;wikitable&amp;quot;&lt;br /&gt;
! Signal&lt;br /&gt;
! Bedeutung&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Sollposition&lt;br /&gt;
| Ziel der Achse&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Istposition&lt;br /&gt;
| Rückmeldung des Gebers&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Regelabweichung&lt;br /&gt;
| Differenz zwischen Soll- und Istwert&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Stellgröße&lt;br /&gt;
| Anforderung an Antrieb beziehungsweise Drehmoment&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Lerneinheit 3: Zwei Bewegungsprofile ==&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Trapezprofil:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Die Geschwindigkeit steigt linear, bleibt gegebenenfalls konstant und fällt linear. Idealisiert springt die Beschleunigung an den Übergängen. Dadurch ist der Ruck dort sehr groß beziehungsweise im idealen mathematischen Modell impulsartig.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;S-Kurven-Profil:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Die Beschleunigung wird mit begrenztem Ruck aufgebaut und abgebaut. Dadurch entstehen weichere Übergänge. Die reine Profilzeit kann größer sein; gleichzeitig kann eine geringere Schwingungsanregung die effektive Einschwingzeit verbessern.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Datei:Third-order motion profile.svg|500px|rahmenlos|center]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{#ev:youtube|   https://www.youtube.com/watch?v=tq708ah7G7Y   |500|center}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{#ev:youtube|   https://www.youtube.com/watch?v=hFVhzmTzpiQ   |500|center}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Lerneinheit 4: Profile vergleichen ==&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;wikitable&amp;quot;&lt;br /&gt;
! Merkmal&lt;br /&gt;
! Trapezprofil&lt;br /&gt;
! Ruckbegrenzte S-Kurve&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Geschwindigkeitsverlauf&lt;br /&gt;
| lineare Rampen&lt;br /&gt;
| weich gerundete Rampen&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Beschleunigung&lt;br /&gt;
| abschnittsweise konstant&lt;br /&gt;
| wird aufgebaut und abgebaut&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Ruck&lt;br /&gt;
| an Übergängen idealisiert sehr hoch&lt;br /&gt;
| begrenzt&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Mechanische Anregung&lt;br /&gt;
| eher höher&lt;br /&gt;
| häufig geringer&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Rechen- und Parametrieraufwand&lt;br /&gt;
| geringer&lt;br /&gt;
| höher&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Typische Wahl&lt;br /&gt;
| einfache, robuste Punkt-zu-Punkt-Bewegung&lt;br /&gt;
| empfindliche Last, Schwingungs- oder Komfortanforderung&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Merksatz:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Das „beste“ Profil hängt von Mechanik, Last, Taktzeit, Regler und Qualitätsziel ab. Eine S-Kurve ist nicht automatisch in jeder Anlage schneller.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Lerneinheit 5: Virtuelle Anlage ==&lt;br /&gt;
Du bedienst nur das Simulationsmodell. Die reale Maschine bleibt unberührt.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;wikitable&amp;quot;&lt;br /&gt;
! Simulationsschritt&lt;br /&gt;
! Deine Aktion&lt;br /&gt;
! Beobachtung&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Start&lt;br /&gt;
| Profil A wählen&lt;br /&gt;
| Sollposition, Istposition, Geschwindigkeit und Strom beobachten&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Vergleich&lt;br /&gt;
| Profil B wählen&lt;br /&gt;
| Übergänge von Beschleunigung und Ruck vergleichen&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Diagnose&lt;br /&gt;
| gleiche Strecke und gleiche Grenzwerte verwenden&lt;br /&gt;
| Regelabweichung und Nachschwingen vergleichen&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Optimierung&lt;br /&gt;
| nur im Simulator die Ruckgrenze verändern&lt;br /&gt;
| Wirkung auf Glätte und Zeit beurteilen&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{#ev:youtube|   https://www.youtube.com/watch?v=ngEedbL-BtM   |500|center}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Wichtig:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Das Video dient nur der Beobachtung eines Motion-Control-Aufbaus. Es ist keine Aufforderung zur Inbetriebnahme oder Änderung einer realen Anlage.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Lerneinheit 6: Signalverläufe diagnostizieren ==&lt;br /&gt;
[[Datei:ServoDrive.jpg|500px|rahmenlos|center]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;wikitable&amp;quot;&lt;br /&gt;
! Simuliertes Symptom&lt;br /&gt;
! Wahrscheinliche Deutung&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Regelabweichungsspitze genau beim Beschleunigungswechsel&lt;br /&gt;
| Bewegungsanforderung ändert sich sehr abrupt&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Istgeschwindigkeit schwingt nach&lt;br /&gt;
| mechanische Resonanz oder zu geringe Dämpfung möglich&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Stromspitze gleichzeitig mit Beschleunigungssprung&lt;br /&gt;
| hohe Momentenanforderung&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Sollwert wird ruhig erreicht, aber Bewegung dauert länger&lt;br /&gt;
| Glättung beziehungsweise Begrenzung ist stärker&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Zielgeschwindigkeit wird auf kurzem Weg nicht erreicht&lt;br /&gt;
| Strecke reicht für vollständiges Profil nicht aus&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Gestufte Hilfen ==&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Hilfe 1 – Signal lesen:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Suche zuerst die Stellen, an denen sich die Steigung der Geschwindigkeit ändert.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Hilfe 2 – Ursache finden:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Eine sprunghafte Änderung der Beschleunigung bedeutet hohen Ruck. Prüfe, ob dort auch Regelabweichung, Stromspitzen oder Schwingungen auftreten.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Hilfe 3 – Entscheidung treffen:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Formuliere ein Ziel: minimale Fahrzeit, kleine Schwingung, geringe Lastspitze oder hohe Positionierqualität. Wähle danach das Profil.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Basis-, Anwendungs- und Transferaufgaben mit Feedback ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
=== Basis ===&lt;br /&gt;
# [[Geschwindigkeit]]: Ordne Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Ruck in der richtigen Ableitungsreihenfolge. &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Feedback:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Richtig ist Weg → Geschwindigkeit → Beschleunigung → Ruck, weil jede Größe die zeitliche Änderung der vorherigen beschreibt.&lt;br /&gt;
# [[Ruck]]: Begründe, warum ein Beschleunigungssprung kritisch sein kann. &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Feedback:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Ein Sprung bedeutet idealisiert sehr hohen Ruck und kann mechanische Strukturen stärker anregen.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
=== Anwendung ===&lt;br /&gt;
# [[Signalverlauf]]: In Spur A treten Fehler- und Stromspitzen an den Beschleunigungswechseln auf. Wähle eine sinnvolle Simulationsänderung. &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Feedback:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Eine begrenzte Ruckrampe ist plausibel, weil sie genau diese Übergänge glättet; erst danach werden weitere Reglerparameter beurteilt.&lt;br /&gt;
# [[Servoantrieb]]: Vergleiche bei gleicher Strecke die Einschwingphase zweier Profile. &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Feedback:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Nicht nur die reine Fahrzeit zählt. Ein Profil mit längerer Rampe kann trotzdem früher nutzbar sein, wenn die Last weniger nachschwingt.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
=== Transfer ===&lt;br /&gt;
# [[Bewegungsregelung]]: Für empfindliche Prüflinge ist eine etwas längere Fahrzeit zulässig, Nachschwingen jedoch nicht. Entscheide und begründe. &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Feedback:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Eine ruckbegrenzte S-Kurve ist die naheliegende Wahl, weil die Beschleunigungsübergänge geglättet werden; die Entscheidung muss anschließend in der Simulation mit Messwerten überprüft werden.&lt;br /&gt;
# [[Diagnose]]: Eine starre Achse zeigt mit S-Kurve kaum weniger Schwingung, aber längere Fahrzeit. Welche Schlussfolgerung ist fachlich? &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Feedback:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Das Profil ist kein Selbstzweck. Wenn der Nutzen ausbleibt, kann ein einfacheres Profil geeigneter sein; Grenzwerte und Regler müssen an die konkrete Mechanik angepasst werden.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Steuerungsaufgabe: Profilwahl im Simulator ==&lt;br /&gt;
Wähle für jede Situation zunächst nur im virtuellen Modell ein Profil und begründe die Wahl:&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;wikitable&amp;quot;&lt;br /&gt;
! Situation&lt;br /&gt;
! Erste Wahl&lt;br /&gt;
! Begründung&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| empfindlicher Prüfling&lt;br /&gt;
| S-Kurve&lt;br /&gt;
| geringer Ruck reduziert abrupte Übergänge&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| robuste Last, kurze Punkt-zu-Punkt-Bewegung&lt;br /&gt;
| Trapezprofil&lt;br /&gt;
| einfacher und oft kurze reine Bewegungszeit&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| sichtbares Nachschwingen&lt;br /&gt;
| S-Kurve testen&lt;br /&gt;
| geringere Anregung kann helfen&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Taktzeit kritisch, Mechanik steif&lt;br /&gt;
| beide simulieren&lt;br /&gt;
| Entscheidung nach Gesamtzeit inklusive Einschwingen&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Diagnoseaufgabe: Trendbild ==&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Virtueller Trend A:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Sollgeschwindigkeit steigt linear. Die Beschleunigung springt auf einen konstanten Wert. Gleichzeitig erscheinen kurze Strom- und Regelabweichungsspitzen.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Virtueller Trend B:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Die Beschleunigung steigt rampenförmig an. Strom- und Fehlerverlauf sind weicher, die Beschleunigungsphase dauert etwas länger.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Arbeitsauftrag:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Ordne A und B den Profilarten zu und begründe mit Geschwindigkeit, Beschleunigung und Ruck.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Fachquellen und Medienrechte ==&lt;br /&gt;
Die fachlichen Kernaussagen wurden mit öffentlich zugänglichen Quellen aus [[Regelungstechnik]], Motion Control und Arbeitsschutz abgeglichen.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;wikitable&amp;quot;&lt;br /&gt;
! Quelle&lt;br /&gt;
! Verwendung im Kurs&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [https://de.wikipedia.org/wiki/Bewegungsregelung Wikipedia: Bewegungsregelung]&lt;br /&gt;
| Lage, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Ruck als Größen der Bewegungsregelung&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [https://de.wikipedia.org/wiki/Servomotor Wikipedia: Servomotor]&lt;br /&gt;
| geschlossener Regelkreis und Geberrückführung&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [https://de.wikipedia.org/wiki/Ruck Wikipedia: Ruck]&lt;br /&gt;
| Definition und Einheit des Rucks&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [https://infosys.beckhoff.com/content/1031/tf50x0_tc3_nc_ptp/3263989131.html Beckhoff TwinCAT NC PTP: Dynamikparameter]&lt;br /&gt;
| Geschwindigkeit, Beschleunigung, Verzögerung und Ruck&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [https://www.plcopen.org/standards/motion-control/ PLCopen Motion Control]&lt;br /&gt;
| standardisierte Motion-Control-Funktionsbausteine&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [https://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/um/motion-um001_-en-p.pdf Rockwell Automation: Motion Configuration and Startup]&lt;br /&gt;
| Trapez- und S-Kurven-Profil, Ruck und Profilwahl&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [https://publikationen.dguv.de/regelwerk/dguv-informationen/3524/risikobeurteilung-von-maschinen-und-anlagen-massnahmen-gegen-manipulation-von-schutzeinrichtungen DGUV Information 209-092]&lt;br /&gt;
| keine Manipulation von Schutzeinrichtungen&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Geprüfte Wikimedia-Commons-Medien:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;wikitable&amp;quot;&lt;br /&gt;
! Datei&lt;br /&gt;
! Lizenz laut Commons&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Third-order_motion_profile.svg Third-order motion profile.svg]&lt;br /&gt;
| Public Domain&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Feedback_Loop.svg Feedback Loop.svg]&lt;br /&gt;
| Public Domain&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Servomotor.png Servomotor.png]&lt;br /&gt;
| GFDL 1.2+ / CC BY-SA 3.0&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Servo_motor_drive.png Servo motor drive.png]&lt;br /&gt;
| CC BY-SA 3.0&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:VW_Incremental_encoder.gif VW Incremental encoder.gif]&lt;br /&gt;
| CC BY-SA 4.0&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Velocity_vs_time_graph.svg Velocity vs time graph.svg]&lt;br /&gt;
| CC BY-SA 3.0&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ServoDrive.jpg ServoDrive.jpg]&lt;br /&gt;
| CC BY 3.0&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;YouTube-Hinweis:&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; Die eingebetteten Videos wurden über konkrete YouTube-Video-IDs geprüft. Die Einbettung bedeutet keine freie Nachlizenzierung; für eine Weiterverwendung außerhalb der Einbettung gilt die beim jeweiligen Video ausgewiesene Lizenz und die Plattformregelung.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
= Interaktive Aufgaben =&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Quiz: Teste Dein Wissen ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{MC}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Was beschreibt der Ruck?&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
(Die zeitliche Änderung der Beschleunigung)&lt;br /&gt;
(!Die zeitliche Änderung der Position)&lt;br /&gt;
(!Die Differenz zwischen Soll- und Istposition)&lt;br /&gt;
(!Die elektrische Leistung des Motors)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{E}}&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{MC}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Welche Einheit passt zum Ruck?&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
(m/s³)&lt;br /&gt;
(!m/s)&lt;br /&gt;
(!m/s²)&lt;br /&gt;
(!N·m)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{E}}&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{MC}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Welche Aufgabe hat der Geber im Servoantrieb?&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
(Er liefert einen Istwert für den Regelkreis)&lt;br /&gt;
(!Er ersetzt den Regler vollständig)&lt;br /&gt;
(!Er erzeugt das Bewegungsprofil mechanisch)&lt;br /&gt;
(!Er schaltet die Schutzeinrichtung ab)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{E}}&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{MC}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Was kennzeichnet ein idealisiertes trapezförmiges Geschwindigkeitsprofil?&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
(Abschnitte mit konstanter Beschleunigung und linearen Geschwindigkeitsrampen)&lt;br /&gt;
(!Eine immer sinusförmige Geschwindigkeit)&lt;br /&gt;
(!Eine dauerhaft konstante Beschleunigung über den ganzen Weg)&lt;br /&gt;
(!Eine Bewegung ohne Beschleunigungsphasen)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{E}}&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{MC}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Was ist ein typisches Ziel eines ruckbegrenzten S-Kurven-Profils?&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
(Sanftere Übergänge der Beschleunigung)&lt;br /&gt;
(!Maximale Stromspitzen erzeugen)&lt;br /&gt;
(!Die Rückführung des Gebers abschalten)&lt;br /&gt;
(!Die Positionierachse ungeregelt betreiben)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{E}}&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{MC}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Was bedeutet Regelabweichung im Positionsregelkreis?&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
(Die Differenz zwischen Soll- und Istwert)&lt;br /&gt;
(!Die maximale Motordrehzahl)&lt;br /&gt;
(!Die Zahl der Encoderimpulse pro Umdrehung)&lt;br /&gt;
(!Die mechanische Übersetzung allein)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{E}}&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{MC}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Welche Beobachtung spricht für eine Schwingungsanregung?&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
(Nachschwingen der Istgröße nach einer Sollwertänderung)&lt;br /&gt;
(!Konstante Istposition im Stillstand)&lt;br /&gt;
(!Ein korrekt gesetzter Sollwert)&lt;br /&gt;
(!Ein unveränderter Zeitstempel)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{E}}&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{MC}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Wie wird in diesem Kurs mit Maschinenabläufen gearbeitet?&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
(Zuerst und hier ausschließlich in der Simulation)&lt;br /&gt;
(!Durch automatische Live-Ansteuerung einer realen Servoachse)&lt;br /&gt;
(!Durch Umgehen von Schutzeinrichtungen)&lt;br /&gt;
(!Ohne betriebliche Freigabe)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{E}}&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{MC}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Warum kann auf kurzem Fahrweg die eingestellte Maximalgeschwindigkeit unerreicht bleiben?&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
(Weil für Beschleunigen und Abbremsen nicht genug Strecke vorhanden ist)&lt;br /&gt;
(!Weil ein Geber grundsätzlich keine Geschwindigkeit erfasst)&lt;br /&gt;
(!Weil ein Servoantrieb nur konstante Geschwindigkeit kann)&lt;br /&gt;
(!Weil Ruck immer null sein muss)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{E}}&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{MC}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Welche Diagnose ist bei Fehler- und Stromspitzen genau an Beschleunigungswechseln plausibel?&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
(Die Bewegungsanforderung ändert sich zu abrupt)&lt;br /&gt;
(!Der Fahrweg ist immer zu lang)&lt;br /&gt;
(!Der Geber ist grundsätzlich überflüssig)&lt;br /&gt;
(!Die Achse muss ohne Regelkreis betrieben werden)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{E}}&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Memory ==&lt;br /&gt;
&amp;lt;div class=&amp;quot;memo-quiz&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
{|&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Geschwindigkeit || Wegänderung pro Zeit&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Beschleunigung || Geschwindigkeitsänderung pro Zeit&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Ruck || Beschleunigungsänderung pro Zeit&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Drehgeber || Rückmeldung der Istlage&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Regelabweichung || Sollwert minus Istwert&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Trapezprofil || sprunghafte Beschleunigungswechsel&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| S-Kurve || ruckbegrenzter Beschleunigungsaufbau&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Einschwingen || Abklingen nach Sollwertänderung&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
{{E}}&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Drag and Drop ==&lt;br /&gt;
&amp;lt;div class=&amp;quot;lueckentext-quiz&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;wikitable&amp;quot; &lt;br /&gt;
! Ordne die richtigen Begriffe zu.&lt;br /&gt;
! Diagnose&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Ruckspitze&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
| Sprunghafter Beschleunigungswechsel&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Nachschwingen&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
| Angeregte Mechanik&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Regelabweichung&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
| Differenz von Soll und Ist&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Stromspitze&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
| Hohe Momentenanforderung&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Sanfter Anlauf&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
| Ruckbegrenzte Beschleunigung&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
{{E}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;br /&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Kreuzworträtsel ==&lt;br /&gt;
&amp;lt;div class=&amp;quot;kreuzwort-quiz&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
{|&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Ruck || Wie heißt die zeitliche Änderung der Beschleunigung?&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Encoder || Wie heißt ein verbreiteter Geber zur Positionsrückmeldung?&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Regelkreis || Wie heißt die Struktur aus Sollwert, Regler, Strecke und Rückführung?&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Beschleunigung || Welche Größe beschreibt die Änderung der Geschwindigkeit?&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Geschwindigkeit || Welche Größe beschreibt die Änderung des Weges pro Zeit?&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Simulation || Wie heißt der sichere virtuelle Test vor einer realen Umsetzung?&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
{{E}}&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== LearningApps ==&lt;br /&gt;
&amp;lt;iframe&amp;gt; https://learningapps.org/index.php?s=Regelungstechnik+und+Servoantriebe+Bewegungsprofile+vergleichen &amp;lt;/iframe&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
== Lückentext ==&lt;br /&gt;
&amp;lt;quiz display=simple&amp;gt;&lt;br /&gt;
{&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Vervollständige den Text.&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
|type=&amp;quot;{}&amp;quot;}&lt;br /&gt;
Ein Servoantrieb arbeitet typischerweise in einem geschlossenen { Regelkreis }.&lt;br /&gt;
Der Geber liefert die aktuelle { Istposition }.&lt;br /&gt;
Die zeitliche Änderung des Weges heißt { Geschwindigkeit }.&lt;br /&gt;
Die zeitliche Änderung der Geschwindigkeit heißt { Beschleunigung }.&lt;br /&gt;
Die zeitliche Änderung der Beschleunigung heißt { Ruck }.&lt;br /&gt;
Beim idealisierten Trapezprofil treten an Beschleunigungswechseln sehr hohe { Ruckwerte } auf.&lt;br /&gt;
Eine ruckbegrenzte Bewegung wird häufig als { S-Kurve } bezeichnet.&lt;br /&gt;
Beim Profilvergleich soll auch die { Regelabweichung } beobachtet werden.&lt;br /&gt;
Vor einer realen Umsetzung wird der Ablauf zuerst in der { Simulation } geprüft.&lt;br /&gt;
Schutzeinrichtungen dürfen nicht { umgangen } werden.&lt;br /&gt;
&amp;lt;/quiz&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
= Offene Aufgaben =&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
=== Leicht ===&lt;br /&gt;
# [[Signalverlauf]]: Zeichne je einen einfachen Geschwindigkeitsverlauf für Trapezprofil und S-Kurve und markiere die Übergänge.&lt;br /&gt;
# [[Ruck]]: Erkläre mit einem Alltagsbeispiel, wie sich hoher und niedriger Ruck anfühlen können.&lt;br /&gt;
# [[Servomotor]]: Beschrifte auf einem Bild Motor, Geber und Antriebsregler.&lt;br /&gt;
# [[Sicherheitstechnik]]: Formuliere drei Regeln, die zwischen Simulation und realer Arbeit unterscheiden.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
=== Standard ===&lt;br /&gt;
# [[Bewegungsprofil]]: Erstelle eine Tabelle mit Kriterien zur Profilwahl und bewerte zwei virtuelle Fälle.&lt;br /&gt;
# [[Regelabweichung]]: Interpretiere einen simulierten Trend mit Sollposition, Istposition und Strom.&lt;br /&gt;
# [[Drehgeber]]: Recherchiere Inkremental- und Absolutwertgeber und erkläre, welche Information der Regelung jeweils zur Verfügung steht.&lt;br /&gt;
# [[Simulation]]: Verändere in einem virtuellen Modell nur die Ruckgrenze und dokumentiere Auswirkungen auf Signalform und Bewegungszeit.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
=== Schwer ===&lt;br /&gt;
# [[Motion Control]]: Entwickle für den Ausbildungsfall eine begründete Profilstrategie für Leerfahrt und empfindliche Last.&lt;br /&gt;
# [[Schwingung]]: Entwirf einen Versuchsplan, mit dem Du in einer Simulation prüfst, ob eine S-Kurve die Einschwingzeit tatsächlich verbessert.&lt;br /&gt;
# [[Diagnose]]: Erstelle ein Fehlerbild mit mindestens drei Signalen und lass eine andere Lerngruppe die Ursache begründen.&lt;br /&gt;
# [[Ausbildungsprojekt]]: Produziere ein kurzes Erklärvideo, in dem Du Geschwindigkeit, Beschleunigung und Ruck an einem virtuellen Achsmodell vergleichst.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
= Lernkontrolle =&lt;br /&gt;
# [[Profilwahl]]: Eine Achse transportiert Flüssigkeit. Vergleiche Trapezprofil und S-Kurve und begründe, welche Messgrößen Du für die Entscheidung heranziehst.&lt;br /&gt;
# [[Fehlerdiagnose]]: Ein Sollwert wird schnell erreicht, anschließend schwingt die Istposition nach. Erkläre zwei mögliche Zusammenhänge zwischen Profil und Mechanik.&lt;br /&gt;
# [[Taktzeit]]: Begründe, warum die kürzeste reine Fahrzeit nicht zwingend die kürzeste nutzbare Zykluszeit ergibt.&lt;br /&gt;
# [[Regler und Profil]]: Erkläre, warum ein Bewegungsprofil und die Reglereinstellung getrennt betrachtet, aber gemeinsam bewertet werden müssen.&lt;br /&gt;
# [[Simulation und Sicherheit]]: Entwirf einen sicheren Ablauf vom virtuellen Test bis zu einer möglichen betrieblich freigegebenen realen Prüfung, ohne Schutzeinrichtungen zu umgehen.&lt;br /&gt;
# [[Transfer]]: Für eine starre, robuste Achse bringt die S-Kurve in der Simulation keinen Qualitätsvorteil. Begründe, welche weiteren Kriterien vor der Profilentscheidung geprüft werden sollten.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
= Lernnachweis =&lt;br /&gt;
Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:&lt;br /&gt;
# Geschwindigkeit, Beschleunigung und Ruck aus Signalverläufen unterscheiden kannst.&lt;br /&gt;
# den geschlossenen Regelkreis eines Servoantriebs erklären kannst.&lt;br /&gt;
# Trapezprofil und ruckbegrenzte S-Kurve fachlich vergleichen kannst.&lt;br /&gt;
# Regelabweichung, Stromspitzen und Nachschwingen in einer Simulation interpretieren kannst.&lt;br /&gt;
# eine Profilwahl für einen konkreten Ausbildungsfall begründen kannst.&lt;br /&gt;
# Grenzen der Simulation benennen kannst.&lt;br /&gt;
# die Sicherheitsregel einhältst: keine automatische Live-Ansteuerung, keine Umgehung von Schutzeinrichtungen und reale Arbeiten nur unter geeigneter Fachaufsicht sowie betrieblicher Freigabe.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
= OERs zum Thema =&lt;br /&gt;
&amp;lt;iframe&amp;gt; https://de.m.wikipedia.org/wiki/Bewegungsregelung &amp;lt;/iframe&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
= Verknüpfte Lernbereiche =&lt;br /&gt;
{| align=center&lt;br /&gt;
{{:D-Tab}}&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;[[Regelungstechnik und Servoantriebe – Bewegungsprofile vergleichen]]&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
# [[Regelungstechnik]]&lt;br /&gt;
# [[Servoantrieb]]&lt;br /&gt;
# [[Bewegungsregelung]]&lt;br /&gt;
# [[Kinematik]]&lt;br /&gt;
# [[Ruck]]&lt;br /&gt;
# [[Drehgeber]]&lt;br /&gt;
# [[Motion Control]]&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Kategorie:Ausbildung]]&lt;br /&gt;
[[Kategorie:Elektrotechnik]]&lt;br /&gt;
[[Kategorie:Mechatronik]]&lt;br /&gt;
[[Kategorie:Automatisierungstechnik]]&lt;br /&gt;
[[Kategorie:Regelungstechnik]]&lt;br /&gt;
[[Kategorie:Servoantrieb]]&lt;br /&gt;
[[Kategorie:Motion Control]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{BR}}&lt;br /&gt;
= aiMOOC-Projekte =&lt;br /&gt;
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]&lt;br /&gt;
{{MT}}&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Glanz</name></author>
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