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2026-10-07T15:28:20Z

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{{BR}}
= Regelungstechnik und Servoantriebe – Positionsregelung als Aufgabe verstehen =

'''Kurzbeschreibung:''' Sollposition, Lagefehler und Bewegung. Du lernst an einer virtuellen Servoachse, wie eine Positionsregelung eine Zielposition erreicht, wie Du Signalverläufe liest und wie Du Störungen systematisch diagnostizierst.

'''Zielgruppe:''' Ausbildung in [[Mechatronik]], [[Elektronik]], [[Automatisierungstechnik]] und verwandten technischen Berufen.

'''Sicherheitsprinzip:''' Maschinenabläufe werden in diesem Kurs zuerst simuliert. Keine automatische Live-Ansteuerung realer Maschinen, keine Umgehung von Schutzeinrichtungen. Reale Arbeiten erfolgen nur unter geeigneter Fachaufsicht, nach betrieblicher Freigabe und mit den vorgeschriebenen Schutzmaßnahmen.

[[Datei:Servo motor drive.png|500px|rahmenlos|center]]
''Industrielle Servoantriebe: Motor, Regler, Geber und Kommunikation wirken als System zusammen.''

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= Einleitung =

Eine Positionsregelung beantwortet drei kurze Fragen: '''Wo soll die Achse hin? Wo ist sie jetzt? Was muss sich bewegen?''' Der Regler vergleicht die [[Sollgröße|Sollposition]] mit der gemessenen [[Istwert|Istposition]]. Aus der Differenz entsteht der '''Lagefehler'''.

'''Grundidee:''' Lagefehler = Sollposition − Istposition.

Ist der Lagefehler positiv, liegt das Ziel in der positiven Bewegungsrichtung. Ist er negativ, wurde das Ziel überschritten oder liegt in Gegenrichtung. In der Praxis entscheidet der Regler nicht nur über Richtung, sondern beeinflusst auch das dynamische Verhalten des Antriebs. Häufig sind Lage-, Drehzahl- und Stromregelkreise ineinander geschachtelt.

[[Datei:Servomotor.png|350px|rahmenlos|center]]
''Servomotor mit Encoder: Der Geber liefert die Rückmeldung für den geschlossenen Regelkreis.''

{{#ev:youtube| https://youtu.be/O-OqgFE9SD4 |500|center}}

{{BR}}
== Lernziele ==

Nach dem Kurs kannst Du die Sollposition, Istposition und den Lagefehler unterscheiden, einfache Signalverläufe deuten, typische Diagnosehinweise erkennen und eine sichere Vorgehensweise für Simulation, Freigabe und reale Prüfung begründen.

{{BR}}
== Ausbildungsfall: Transferachse an einer Prüfstation ==

Eine elektrische Linearachse verschiebt einen Werkstückträger von einer Übergabeposition zur Prüfposition. Für die '''virtuelle Übungsanlage''' gilt:

{| class="wikitable"
! Größe
! Trainingswert
! Bedeutung
|-
| Startposition
| 0 mm
| Ausgangslage des virtuellen Schlittens
|-
| Sollposition
| 300 mm
| Ziel der Positionieraufgabe
|-
| Toleranzfenster
| ±0,5 mm
| Für diesen Ausbildungsfall festgelegter Bereich um das Ziel
|-
| Rückmeldung
| Encoder
| Liefert den Istwert der Achsposition
|-
| Auswertung
| Trace
| Sollposition, Istposition und Lagefehler werden zeitlich verglichen
|}

'''Wichtig:''' Diese Werte sind nur Trainingswerte. Sie sind keine Einstellvorgabe für eine reale Maschine.

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== Lerneinheit 1: Sollposition und Istposition ==

Die '''Sollposition''' kommt aus der übergeordneten Bewegungsaufgabe. Die '''Istposition''' stammt aus der Rückführung. Erst der Vergleich beider Größen macht aus dem Bewegungsauftrag eine Regelungsaufgabe.

[[Datei:Rotary encoder.jpg|420px|rahmenlos|center]]
''Ein Drehgeber erfasst eine Bewegung und liefert Positionsinformation für die Rückführung.''

'''Merksatz:''' Ohne verlässlichen Istwert kann eine Positionsregelung ihre Abweichung nicht erkennen.

{{BR}}
== Lerneinheit 2: Der Lagefehler ==

Für den Ausbildungsfall gilt:

{| class="wikitable"
! Sollposition
! Istposition
! Lagefehler
! Deutung
|-
| 300 mm
| 0 mm
| +300 mm
| Große positive Abweichung
|-
| 300 mm
| 255 mm
| +45 mm
| Ziel ist noch nicht erreicht
|-
| 300 mm
| 299,7 mm
| +0,3 mm
| Innerhalb des Trainings-Toleranzfensters
|-
| 300 mm
| 306 mm
| −6 mm
| Ziel wurde überschritten
|}

'''Nicht verwechseln:''' Ein kleiner Lagefehler bedeutet nicht automatisch, dass die gesamte Maschine sicher oder störungsfrei ist. Zusätzlich müssen Betriebszustand, Freigaben, Warnungen, Mechanik und Schutzfunktionen betrachtet werden.

[[Datei:Pcontrol3.png|500px|rahmenlos|center]]
''Ein geschlossener Regelkreis führt den gemessenen Ausgang zum Vergleich zurück.''

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== Lerneinheit 3: Bewegung entsteht aus Rückmeldung ==

Der Regelkreis arbeitet fortlaufend: Sollwert vorgeben, Istwert messen, Abweichung bilden, Stellwirkung erzeugen, neue Lage messen. Damit kann die Achse auf Laständerungen und andere Störeinflüsse reagieren.

[[Datei:Closed-loop control system block diagram with disturbances.png|500px|rahmenlos|center]]
''Rückführung und Störgröße im geschlossenen Regelkreis.''

'''Praxisbezug:''' Ein Lastwechsel kann den Verlauf verändern. Die Diagnose beginnt deshalb nicht mit einem willkürlichen Parameterwechsel, sondern mit dem Vergleich von Sollwert, Istwert, Fehler, Betriebszustand und Fehlermeldungen.

{{BR}}
== Lerneinheit 4: Servoantrieb als Kaskade ==

Industrielle Servoantriebe verwenden häufig verschachtelte Regelkreise. Der äußere Lageregler fordert eine Bewegung an; darunter wirken schnellere Drehzahl- und Stromregelungen. Für die Ausbildung reicht zunächst die Funktionsidee: '''Position außen, Dynamik und Antriebskraft weiter innen.'''

[[Datei:Schemat regulacji serwomechanizmu.png|500px|rahmenlos|center]]
''Blockbild einer kaskadierten Servoregelung.''

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=UR0hOmjaHp0 |500|center}}

'''Vertiefung:''' Das Video erklärt die Grundidee der Rückführung und PID-Regelung. Für diesen Kurs ist nicht das eigenständige Tuning an realer Hardware das Lernziel, sondern das Verstehen der Signalbeziehungen.

{{BR}}
== Lerneinheit 5: Signalverläufe lesen ==

In einer virtuellen Trace-Aufzeichnung steigt die Istposition nach einem Sollwertsprung auf 300 mm an.

{| class="wikitable"
! Zeitpunkt
! Sollposition
! Istposition
! Lagefehler
! Beobachtung
|-
| Start
| 300 mm
| 0 mm
| +300 mm
| Bewegung erforderlich
|-
| Anfahrt
| 300 mm
| 165 mm
| +135 mm
| Achse nähert sich
|-
| Annäherung
| 300 mm
| 255 mm
| +45 mm
| Fehler wird kleiner
|-
| Feinpositionierung
| 300 mm
| 292 mm
| +8 mm
| Korrektur nimmt ab
|-
| Zielbereich
| 300 mm
| 299,8 mm
| +0,2 mm
| Im Trainings-Toleranzfenster
|}

'''Diagnosefrage:''' Wird der Lagefehler mit der Zeit kleiner? Wenn ja, bewegt sich die Regelung grundsätzlich in Richtung Ziel. Wenn nicht, suchst Du strukturiert nach Ursache und Statussignalen.

[[Datei:Tachfeedback.png|500px|rahmenlos|center]]
''Beispiel eines Motorregelkreises mit Rückführung.''

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== Lerneinheit 6: Drei typische Trace-Bilder ==

{| class="wikitable"
! Trace-Bild
! Beobachtung
! Erste fachliche Deutung
! Sichere nächste Aktion
|-
| A
| Istwert nähert sich dem Sollwert ohne deutliches Überschwingen
| Regelung wirkt für diese Bewegung plausibel
| Trace dokumentieren und weitere Anforderungen prüfen
|-
| B
| Istwert überschwingt und pendelt
| Dynamik könnte zu aggressiv sein; auch Mechanik oder Last können beitragen
| In der Simulation Parameterwirkung untersuchen; real nur nach Freigabe
|-
| C
| Sollwert ändert sich, Istwert bleibt stehen
| Freigabe, Störung, Sollwertpfad, Rückführung oder Mechanik können Ursache sein
| Status- und Fehlermeldungen prüfen; keine Schutzeinrichtung überbrücken
|}

'''Diagnoseregel:''' Ein Signalbild ist ein Hinweis, kein Beweis für genau eine Fehlerursache.

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== Lerneinheit 7: Virtuelle Steuerungsaufgabe ==

Du steuerst nur das '''Modell'''. Die virtuelle Achse steht bei 120 mm, die Sollposition ist 300 mm.

# [[Soll-Ist-Vergleich]]: Bestimme zuerst den Lagefehler.
# [[Bewegungsrichtung]]: Leite aus dem Vorzeichen die erforderliche Korrekturrichtung ab.
# [[Trace]]: Prüfe anschließend, ob der Istwert auf den Sollwert zuläuft.
# [[Diagnose]]: Bleibt der Istwert unverändert, prüfe zuerst virtuelle Freigaben, Fehlerstatus und Rückführsignal.
# [[Sicherheit]]: Übertrage keine Simulatoraktion automatisch auf eine reale Maschine.

{{BR}}
== Gestufte Hilfen ==

{| class="wikitable"
! Stufe
! Hilfe
|-
| Hilfe 1
| Markiere Sollposition und Istposition im Trace mit zwei verschiedenen Begriffen.
|-
| Hilfe 2
| Nutze die Beziehung: Lagefehler = Sollposition − Istposition.
|-
| Hilfe 3
| Beispiel: 300 mm − 120 mm = +180 mm. Das positive Vorzeichen zeigt, dass die virtuelle Achse noch in positiver Richtung korrigieren muss.
|}

{{BR}}
== Basisaufgabe mit begründetem Feedback ==

'''Aufgabe:''' Sollposition 250 mm, Istposition 235 mm. Bestimme den Lagefehler.

'''Feedback:''' +15 mm ist richtig, weil 250 mm − 235 mm = +15 mm. Das positive Vorzeichen zeigt: Die Istposition liegt noch unter dem Sollwert.

{{BR}}
== Anwendungsaufgabe mit begründetem Feedback ==

'''Aufgabe:''' In einem Trace beträgt die Sollposition 300 mm, die Istposition erreicht kurz 306 mm. Was sagt der Lagefehler aus?

'''Feedback:''' Der Lagefehler beträgt −6 mm. Das negative Vorzeichen zeigt ein Überschreiten des Sollwerts. Daraus darfst Du noch nicht allein auf die Ursache schließen; dafür vergleichst Du zusätzlich Dynamik, Last, Freigaben und weitere Signale.

{{BR}}
== Transferaufgabe mit begründetem Feedback ==

'''Aufgabe:''' Eine virtuelle Achse erreicht 300 mm ohne Störung in 0,8 s. Mit zusätzlicher virtueller Last braucht sie 1,2 s, erreicht das Ziel aber weiterhin. Erkläre die Beobachtung.

'''Feedback:''' Die Last verändert das Bewegungsverhalten, doch die Rückführung erkennt weiterhin den Lagefehler und führt die Achse zum Ziel. Für eine Diagnose würdest Du neben Position auch Geschwindigkeits-, Strom- oder Momentenhinweise betrachten, statt nur den Positionsendwert zu bewerten.

{{BR}}
== Sichere Diagnose-Reihenfolge ==

# [[Betriebszustand]]: Prüfe in der Simulation, ob die Achse freigegeben oder gestört ist.
# [[Sollwert]]: Prüfe, ob der gewünschte Positionssollwert wirklich anliegt.
# [[Istwert]]: Prüfe, ob die Rückführung plausibel reagiert.
# [[Lagefehler]]: Prüfe Betrag, Vorzeichen und zeitlichen Verlauf.
# [[Trace]]: Vergleiche Bewegung, Überschwingen, Stillstand und Störzeitpunkt.
# [[Mechanik]]: Reale mechanische Prüfungen nur im sicheren Zustand, unter Fachaufsicht und nach Freigabe.

{{BR}}
== Sicherheitsampel für die Ausbildung ==

{| class="wikitable"
! Bereich
! Vorgehen
|-
| Grün
| Offline-Simulation, virtuelle Achse, gespeicherte Trace-Daten, Fehlerszenarien ohne reale Bewegung
|-
| Gelb
| Lehrstand oder reale Achse nur unter geeigneter Fachaufsicht, nach Gefährdungsbeurteilung und betrieblicher Freigabe
|-
| Rot
| Automatische Live-Ansteuerung ohne Freigabe, Überbrücken oder Manipulieren von Schutzeinrichtungen, eigenmächtige Arbeiten im Gefahrenbereich
|}

Die DGUV weist auf schwere Unfallgefahren durch manipulierte Schutzeinrichtungen hin. Für Instandhaltungsarbeiten sind Planung, sichere Durchführung, Freigaben und der Umgang mit Restenergien zentrale Themen.

{{BR}}
== Video: Industriebezug beobachten, nicht ungeprüft nachbauen ==

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=HRcHoqBBmpc |500|center}}

'''Beobachtungsauftrag:''' Achte auf Bewegungsbefehle, Sollwertvorgabe und Rückmeldung. Übertrage keine gezeigten Schritte automatisch auf reale Anlagen. Herstellerunterlagen, betriebliche Vorgaben und Fachaufsicht gehen vor.

{{BR}}
== Mini-Diagnose: Was würdest Du zuerst prüfen? ==

{| class="wikitable"
! Beobachtung
! Sinnvoller erster Prüfschritt
! Begründung
|-
| Sollwert ändert sich, Istwert bleibt konstant
| Freigaben, Fehlerstatus und Sollwertpfad prüfen
| Ohne gültigen Betriebszustand oder Sollwert kann keine normale Bewegung erwartet werden
|-
| Istwert springt unplausibel
| Rückführsignal und Trace-Plausibilität prüfen
| Ein unplausibler Istwert verfälscht den Lagefehler
|-
| Ziel wird erreicht, aber deutlich überschritten
| Dynamischen Verlauf in der Simulation vergleichen
| Überschwingen ist eine Eigenschaft des zeitlichen Verhaltens, nicht nur des Endpunkts
|-
| Verhalten ändert sich nach virtuellem Lastsprung
| Lastzeitpunkt mit Position und weiteren Signalen vergleichen
| Zusammenhänge werden sichtbar, wenn Signale zeitlich übereinander betrachtet werden
|}

{{BR}}
== Quellen- und Mediencheck ==

Die fachlichen Kernaussagen wurden mit folgenden Quellen abgeglichen:

# [https://de.wikipedia.org/wiki/Lageregelung Wikipedia: Lageregelung]: Positionsregelung, Kaskade aus Lage-, Drehzahl- und Stromregelkreis.
# [https://de.wikipedia.org/wiki/Servomotor Wikipedia: Servomotor]: Servomotor, Positionssensor, geschlossener Regelkreis und Positionsrückführung.
# [https://www.sitrain-learning.siemens.com/en/rw78901/SINAMICS-Servo-Drive-S120 Siemens SITRAIN: SINAMICS Servo Drive S120]: Positionierung, Parametrierung, Diagnose und Fehlersuche als industrieller Trainingskontext.
# [https://www.boschrexroth.com/en/pl/academy/training/technical-training/programming-and-parameterization-of-rexroth-indradrive-servodrives-extended-course/ Bosch Rexroth Academy: IndraDrive training]: Positionsregelung, Encoder-Referenzierung, Oszilloskopfunktionen und Diagnose.
# [https://publikationen.dguv.de/regelwerk/dguv-informationen/338/instandhaltung-an-maschinen-und-anlagen DGUV Information 209-015]: sichere Instandhaltung, Restenergien, Freigabescheine und Manipulation.
# [https://aug.dguv.de/arbeitssicherheit/manipulierte-schutzeinrichtungen-maschinen/ DGUV Arbeit & Gesundheit: Manipulierte Schutzeinrichtungen]: Unfallgefahren und Prävention.

'''Medienrechte:''' Die im Kurs eingebundenen Wikimedia-Commons-Dateien wurden auf ihren Dateiseiten geprüft. „Servo motor drive.png“ und „Schemat regulacji serwomechanizmu.png“ stehen unter CC BY-SA 3.0; „Tachfeedback.png“ und „Pcontrol3.png“ unter CC BY-SA 4.0; „Closed-loop control system block diagram with disturbances.png“ unter CC BY-SA 3.0; „Rotary encoder.jpg“ unter CC BY 4.0; „Servomotor.png“ ist auf Commons unter freien Lizenzen veröffentlicht. Die YouTube-Videos werden nur über den YouTube-Player eingebettet; ihre Inhalte werden dadurch nicht als freie OER neu lizenziert und nicht kopiert oder erneut hochgeladen.

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==

{{MC}}

'''Was beschreibt die Sollposition?'''
(Die gewünschte Zielposition der Achse)
(!Die aktuell gemessene Position der Achse)
(!Die Versorgungsspannung des Motors)
(!Die Temperatur des Antriebsreglers)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie wird der Lagefehler in diesem Kurs gebildet?'''
(Sollposition minus Istposition)
(!Istposition minus Sollposition)
(!Sollposition mal Istposition)
(!Sollposition geteilt durch Istposition)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was bedeutet ein positiver Lagefehler bei positiver Achsrichtung?'''
(Die Istposition liegt noch unter der Sollposition)
(!Die Istposition ist immer fehlerhaft)
(!Der Encoder ist zwingend defekt)
(!Die Schutzeinrichtung darf überbrückt werden)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Größe liefert der Encoder für die Positionsregelung?'''
(Eine Rückmeldung über die Position)
(!Die betriebliche Freigabe)
(!Die mechanische Schutzwirkung)
(!Den Arbeitsauftrag der Fachkraft)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was zeigt ein Trace am hilfreichsten?'''
(Den zeitlichen Verlauf ausgewählter Signale)
(!Nur die Typenschilddaten des Motors)
(!Nur die Verdrahtungsfarbe des Encoders)
(!Nur den Namen des Bedieners)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was ist bei einem unveränderten Istwert trotz neuem Sollwert ein sinnvoller erster Schritt?'''
(Freigaben Fehlerstatus und Sollwertpfad prüfen)
(!Schutzeinrichtungen überbrücken)
(!Ungeprüft die Reglerverstärkung erhöhen)
(!Den Motor mechanisch erzwingen)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Aussage zu Überschwingen ist richtig?'''
(Es beschreibt ein zeitweises Überschreiten des Sollwerts)
(!Es beweist immer einen Encoderschaden)
(!Es bedeutet immer einen Kurzschluss)
(!Es ist identisch mit Stillstand)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Warum ist Simulation vor der realen Arbeit sinnvoll?'''
(Sie erlaubt das gefahrarme Untersuchen von Signalverläufen und Entscheidungen)
(!Sie ersetzt jede betriebliche Freigabe)
(!Sie macht Schutzmaßnahmen überflüssig)
(!Sie erlaubt automatische Live-Ansteuerung ohne Aufsicht)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Regelkreise sind bei Servoantrieben häufig kaskadiert?'''
(Lage Drehzahl und Strom)
(!Farbe Temperatur und Lautstärke)
(!Netzwerk Benutzer und Passwort)
(!Licht Ton und Kamera)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Vorgehensweise ist für reale Arbeiten richtig?'''
(Nur unter geeigneter Fachaufsicht und betrieblicher Freigabe arbeiten)
(!Schutzeinrichtungen für die Diagnose außer Kraft setzen)
(!Simulatorwerte ungeprüft auf die Maschine übertragen)
(!Live-Ansteuerung ohne abgestimmtes Verfahren starten)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Sollposition || gewünschte Zielposition
|-
| Istposition || gemessene aktuelle Lage
|-
| Lagefehler || Differenz zwischen Soll und Ist
|-
| Encoder || Positionsrückführung
|-
| Trace || zeitlicher Signalverlauf
|-
| Lageregler || äußere Positionsregelung
|-
| Überschwingen || kurzzeitiges Überschreiten des Zielwerts
|-
| Freigabe || Voraussetzung für vorgesehenen Betrieb
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== Drag and Drop ==

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Funktion
|-
| '''Sollposition'''
| gewünschtes Bewegungsziel
|-
| '''Istposition'''
| gemessene aktuelle Lage
|-
| '''Lagefehler'''
| Abweichung zwischen Ziel und Messwert
|-
| '''Encoder'''
| liefert Rückführinformation
|-
| '''Trace'''
| zeigt Signale über der Zeit
|-
| '''Simulation'''
| untersucht Abläufe ohne reale Maschinenbewegung

|}
{{E}}

<br>
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Lagefehler || Wie heißt die Differenz zwischen Sollposition und Istposition?
|-
| Encoder || Welcher Geber liefert die Positionsrückmeldung?
|-
| Regelkreis || Wie heißt die Struktur aus Vergleich Regelung Strecke und Rückführung?
|-
| Sollwert || Wie heißt der vorgegebene Zielwert?
|-
| Toleranz || Wie heißt der erlaubte Bereich um einen Zielwert?
|-
| Servomotor || Welcher Motor wird mit Rückführung für präzise Bewegungsaufgaben eingesetzt?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Regelungstechnik+und+Servoantriebe+Positionsregelung </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Die gewünschte Zielposition heißt { Sollposition }. Die aktuell gemessene Lage heißt { Istposition }. Die Differenz zwischen Ziel und Messwert heißt { Lagefehler }. Ein { Encoder } liefert die Positionsrückmeldung. Ein geschlossener { Regelkreis } vergleicht Soll und Ist fortlaufend. Ein zeitlicher Signalverlauf wird häufig als { Trace } dargestellt. Ein kurzfristiges Überschreiten des Zielwerts heißt { Überschwingen }. Bei Servoantrieben liegt der { Lageregler } typischerweise außerhalb schnellerer innerer Regelkreise. Vor realen Prüfungen ist eine betriebliche { Freigabe } erforderlich. Schutzeinrichtungen dürfen für diese Lernaufgabe nicht { manipuliert } werden.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===
# [[Begriffskarte Soll-Ist]]: Gestalte eine kleine Lernkarte mit Sollposition, Istposition und Lagefehler und ergänze ein eigenes Zahlenbeispiel.
# [[Trace markieren]]: Zeichne einen einfachen Soll- und Istwertverlauf auf Papier und markiere den Zeitpunkt, an dem der Lagefehler am größten ist.
# [[Encoder erklären]]: Erkläre in höchstens fünf Sätzen, warum eine Positionsregelung eine Rückmeldung benötigt.
# [[Sicherheitsampel]]: Formuliere je ein eigenes Beispiel für eine grüne, gelbe und rote Handlung aus der Sicherheitsampel.

{{BR}}
=== Standard ===
# [[Virtuelle Positionierung]]: Simuliere drei Sollpositionen in einer geeigneten Lernumgebung und dokumentiere Sollwert, Istwert, Lagefehler und Zielerreichung.
# [[Trace-Diagnose]]: Erstelle drei gezeichnete Signalverläufe für normales Annähern, Überschwingen und Stillstand und schreibe zu jedem eine begründete Erstdiagnose.
# [[Störfallanalyse]]: Entwickle einen virtuellen Lastsprung und beschreibe, welche Signale Du vor und nach dem Störzeitpunkt vergleichen würdest.
# [[Ausbildungsinterview]]: Befrage eine Fachkraft, welche Diagnoseanzeigen bei Servoantrieben im Betrieb verwendet werden. Keine Eingriffe an der Anlage; dokumentiere nur das Gespräch.

{{BR}}
=== Schwer ===
# [[Diagnoseplan]]: Entwickle für den Fall „Sollwert ändert sich, Istwert bleibt stehen“ einen Entscheidungsbaum mit mindestens drei sicheren Prüfschritten und begründe die Reihenfolge.
# [[Regelkreisvergleich]]: Vergleiche Positions-, Drehzahl- und Stromregelkreis hinsichtlich Aufgabe, typischer Signalgröße und Stellung in einer Kaskade.
# [[Transfer auf zweite Achse]]: Übertrage den Ausbildungsfall auf eine Hubachse und erkläre, welche zusätzlichen Risiken und Freigaben vor realen Arbeiten zu berücksichtigen wären.
# [[Lernvideo planen]]: Erstelle ein Storyboard für ein zweiminütiges Erklärvideo zu Sollposition, Lagefehler und Bewegung. Verwende nur eigene oder frei lizenzierte Medien und kennzeichne die Quellen.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Signalzusammenhang]]: Eine virtuelle Achse erhält einen neuen Sollwert. Begründe anhand eines selbst entworfenen Signalverlaufs, wie Du erkennst, ob die Regelung grundsätzlich in Zielrichtung arbeitet.
# [[Fehlerhypothesen]]: Der Istwert bleibt trotz Sollwertsprung konstant. Formuliere mindestens drei mögliche Ursachen und ordne ihnen sichere Prüfschritte zu, ohne Schutzfunktionen zu umgehen.
# [[Laständerung]]: Erkläre, warum eine zusätzliche Last den zeitlichen Verlauf verändern kann, obwohl die Endposition weiterhin erreicht wird.
# [[Kaskadenverständnis]]: Begründe, warum eine Positionsregelung von schnelleren inneren Regelkreisen profitieren kann, ohne konkrete Reglerparameter einzustellen.
# [[Sicherer Transfer]]: Beschreibe, welche Schritte zwischen einer erfolgreichen Simulation und einer realen Prüfung an einer Ausbildungsanlage liegen müssen.
# [[Diagnosekritik]]: Bewerte die Aussage „Überschwingen beweist, dass der Encoder defekt ist“ und begründe fachlich, warum diese Diagnose zu kurz greift.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du Sollposition, Istposition und Lagefehler sicher verwendest, einfache Trace-Verläufe interpretierst, Rückführung und kaskadierte Regelkreise erklären kannst, Diagnosehypothesen begründet statt vorschnell bildest und Simulation klar von freigegebener realer Arbeit trennst.

# [[Fachbegriffe]]: korrekte Verwendung von Sollposition, Istposition, Lagefehler, Encoder, Trace und Regelkreis
# [[Signaldiagnose]]: Deutung eines unbekannten Soll-Ist-Verlaufs
# [[Transfer]]: Übertragung des Prinzips auf eine neue Achsaufgabe
# [[Sicherheitsbegründung]]: nachvollziehbare Grenze zwischen Simulation und realer Arbeit
# [[Dokumentation]]: klare Darstellung von Beobachtung, Hypothese, Prüfschritt und Ergebnis

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Lageregelung </iframe>

Zusätzlich hilfreich: [[Servomotor]], [[Regelungstechnik]], [[Kaskadenregelung]], [[Drehgeber]] und [[Automatisierungstechnik]].

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Regelungstechnik und Servoantriebe]]'''
# [[Lageregelung]]
# [[Servomotor]]
# [[Drehgeber]]
# [[Kaskadenregelung]]
# [[Signalverlauf]]
# [[Fehlerdiagnose]]
# [[Maschinensicherheit]]
|}

[[Kategorie:Elektrotechnik]]
[[Kategorie:Mechatronik]]
[[Kategorie:Automatisierungstechnik]]
[[Kategorie:Regelungstechnik]]
[[Kategorie:Berufliche Bildung]]
[[Kategorie:Ausbildung]]
[[Kategorie:Servoantrieb]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Regelungstechnik und Servoantriebe – Positionsregelung als Aufgabe verstehen - Versionsgeschichte

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