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2026-10-07T15:30:03Z

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{{T}}
{{BR}}
= Regelungstechnik und Servoantriebe – Regelkreise in Blockbildern erklären =

{{BR}}
= Einleitung =

Ein [[Regelkreis|Regelkreis]] vergleicht fortlaufend einen gewünschten Wert mit einem gemessenen Wert und wirkt einer Abweichung entgegen. In diesem Lernkurs lernst Du den Weg vom '''Sollwert''' über '''Regler''' und '''Regelstrecke''' bis zur '''Messung''' kennen. Der Schwerpunkt liegt auf [[Servoantrieb|Servoantrieben]], Blockbildern, Signalverläufen und Diagnose.

'''Zielgruppe:''' Ausbildung in [[Mechatronik]], [[Elektrotechnik]] und [[Automatisierungstechnik]].

'''Kurzbeschreibung:''' Sollwert, Regler, Strecke und Messung am geschlossenen Regelkreis verstehen, in Blockbildern zuordnen und an einer virtuellen Servoachse diagnostizieren.

[[Datei:Geschlossener Regelkreis Feedback.png|650px|rahmenlos|center]]

'''Merksatz:''' Eine Regelung braucht Rückführung. Der gemessene Istwert wird mit dem Sollwert verglichen.

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

{{BR}}
== Lernziele ==

Nach dem Kurs kannst Du einen einfachen [[Blockschaltbild|Regelkreis im Blockbild]] lesen, die Größen Sollwert, Regelabweichung, Stellgröße, Regelgröße und Messwert unterscheiden, einen Servoantrieb den Blöcken zuordnen, einfache [[Sprungantwort|Signalverläufe]] beurteilen und typische Fehler in einer virtuellen Anlage systematisch eingrenzen.

{{BR}}
== Sicherheitsrahmen ==

Dieser Kurs arbeitet zuerst und überwiegend mit '''virtuellen Anlagen und simulierten Signalen'''. Es werden keine automatischen Live-Fahrbefehle an reale Antriebe übertragen.

Reale Arbeiten an Maschinen, Servoreglern oder elektrischen Antrieben dürfen nur unter geeigneter '''Fachaufsicht''', nach betrieblicher '''Freigabe''' und entsprechend den geltenden Schutzmaßnahmen erfolgen. Schutzeinrichtungen, Verriegelungen, Not-Halt-Funktionen und sichere Betriebsarten werden niemals umgangen oder außer Kraft gesetzt.

{{BR}}
= Ausbildungsfall: Virtuelle Positionierachse =

Du arbeitest in einer Ausbildungssituation an einer '''virtuellen Verpackungsanlage'''. Eine Servoachse soll einen Werkstückträger auf eine vorgegebene Position bewegen. Die Anlage bleibt im Kurs vollständig simuliert.

{| class="wikitable"
! Bauteil oder Signal
! Bedeutung im Ausbildungsfall
|-
| Sollwert w
| gewünschte Position des Werkstückträgers
|-
| Regler
| berechnet aus der Abweichung die notwendige Stellgröße
|-
| Regelstrecke
| Servomotor, Mechanik und bewegte Last
|-
| Messglied
| Encoder erfasst die tatsächliche Position
|-
| Regelgröße y
| tatsächliche Position der Achse
|-
| Störgröße
| simulierte zusätzliche Last oder Reibung
|}

[[Datei:Servo motor drive.png|550px|rahmenlos|center]]

'''Beobachtungsauftrag:''' Suche im Bild nach Komponenten, die zu Regler, Motor, Rückführung und Kommunikation eines Servoantriebs gehören könnten. Das Bild zeigt reale Hardware; die Lernaufgaben selbst bleiben simuliert.

{{BR}}
= Kurze Lerneinheiten =

{{BR}}
== Lerneinheit 1: Der geschlossene Regelkreis ==

Der Sollwert wird mit dem gemessenen Istwert verglichen. Daraus entsteht die '''Regelabweichung''':

<math>e(t)=w(t)-y_M(t)</math>

Der Regler erzeugt daraus eine '''Stellgröße'''. Die Strecke reagiert. Das Messglied erfasst die neue Regelgröße und führt sie zurück.

<pre>
Sollwert w → Vergleich → e → [ Regler ] → u → [ Regelstrecke ] → y
↑ │
└──── yM ← [ Messglied ] ←─────────────┘
</pre>

'''Kurzcheck:''' Ohne Messung gibt es in diesem Modell keine fortlaufende Rückmeldung darüber, ob die gewünschte Position tatsächlich erreicht wurde.

{{BR}}
== Lerneinheit 2: Sollwert und Istwert ==

Der '''Sollwert''' beschreibt den gewünschten Zustand. Der '''Istwert''' beschreibt den gemessenen aktuellen Zustand.

Beispiel der virtuellen Servoachse: Sollposition 250 mm, gemessene Position 230 mm. Die Regelabweichung ist positiv. Der Regler muss eine Stellwirkung erzeugen, die die Abweichung verkleinert.

'''Wichtig:''' Das Vorzeichen der Stellwirkung hängt vom Wirkungssinn der Strecke ab. Eine Regelung muss so aufgebaut sein, dass Abweichungen vermindert und nicht verstärkt werden.

{{BR}}
== Lerneinheit 3: Der Regler ==

Der [[Regler|Regler]] verarbeitet die Regelabweichung. Für die Ausbildung genügt zunächst die Wirkungsidee:

{| class="wikitable"
! Regleranteil
! Grundwirkung
! Typischer Beobachtungspunkt
|-
| P-Anteil
| reagiert auf die aktuelle Abweichung
| stärkere Reaktion bei größerer Abweichung
|-
| I-Anteil
| berücksichtigt die aufsummierte Abweichung
| kann bleibende Abweichungen abbauen
|-
| D-Anteil
| reagiert auf die Änderung der Abweichung
| kann schnelle Änderungen stärker berücksichtigen
|}

[[Datei:P change pid.png|520px|rahmenlos|center]]

Das Diagramm zeigt, dass eine Parameteränderung den zeitlichen Verlauf der Regelgröße verändern kann. Eine schnellere Reaktion ist nicht automatisch besser, wenn dadurch starkes Überschwingen oder Schwingen entsteht.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=1G2ZRrAx2KM |500|center}}

{{BR}}
== Lerneinheit 4: Die Regelstrecke ==

Die '''Regelstrecke''' ist der Teil, dessen Verhalten beeinflusst werden soll. Bei der virtuellen Servoachse gehören Motor, Getriebe oder Kupplung, Mechanik und Last zur Strecke.

Eine Strecke reagiert nicht beliebig schnell. Trägheit, Reibung, Elastizität, Last und Begrenzungen beeinflussen den Verlauf.

[[Datei:Servomotor.jpg|300px|rahmenlos|center]]

Das gezeigte Beispiel ist ein Servomotor mit Encoder. Es verdeutlicht die Verbindung von Antrieb und Rückführung.

{{BR}}
== Lerneinheit 5: Die Messung ==

Das [[Messglied|Messglied]] erfasst die Regelgröße. Bei einer Positionierachse übernimmt diese Aufgabe häufig ein [[Encoder|Encoder]] oder ein anderes Lage-Messsystem.

[[Datei:VW Incremental encoder.gif|580px|rahmenlos|center]]

Ein Inkrementalgeber erzeugt Impulse bei Bewegung. Für die Regelung wird daraus eine Information über die Bewegung beziehungsweise Position gewonnen. Im Blockbild wird die Messung als Rückführpfad dargestellt.

'''Diagnoseidee:''' Ist die Messung falsch, kann ein technisch funktionsfähiger Regler auf falsche Informationen reagieren.

{{BR}}
== Lerneinheit 6: Servoantrieb als Regelkreis ==

Ein industrieller Servoantrieb besteht typischerweise aus Servoregler, Motor und Rückführsystem. Je nach System werden Position, Geschwindigkeit und Strom beziehungsweise Drehmoment in verschachtelten Regelkreisen verarbeitet.

Für diesen Kurs genügt das vereinfachte Blockbild:

<pre>
Sollposition
↓
[ Positionsregler ]
↓
[ Servomotor + Mechanik ]
↓
Istposition
↓
[ Encoder ]
└──────────── Rückführung
</pre>

'''Zuordnung:''' Der Servoregler übernimmt die Reglerfunktion. Motor und Mechanik bilden die Strecke. Der Encoder liefert den Messwert.

{{BR}}
== Lerneinheit 7: Signalverläufe lesen ==

Ein Sollwertsprung ist ein nützliches Testsignal. Du beobachtest, wie schnell und wie ruhig die Regelgröße dem neuen Sollwert folgt.

[[Datei:Second order transfer function.svg|560px|rahmenlos|center]]

Achte besonders auf '''Anstiegszeit''', '''Überschwingen''', '''Einschwingzeit''' und '''bleibende Regelabweichung'''.

{| class="wikitable"
! Signalbild
! Deutung
|-
| Istwert nähert sich ruhig dem Sollwert
| gedämpftes Einschwingen
|-
| Istwert überschreitet den Sollwert und kehrt zurück
| Überschwingen
|-
| Istwert schwingt dauerhaft oder zunehmend
| kritisch oder instabil
|-
| Istwert bleibt dauerhaft neben dem Sollwert
| bleibende Regelabweichung oder Fehler im Kreis
|}

{{BR}}
== Lerneinheit 8: Steuerung und Regelung unterscheiden ==

Bei einer '''Steuerung''' fehlt die fortlaufende Rückwirkung der Ausgangsgröße auf denselben Wirkungsweg. Bei einer '''Regelung''' wird die gemessene Regelgröße zurückgeführt und mit der Führungsgröße verglichen.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=f9WBi1doUBk |500|center}}

Für Servoantriebe ist die Rückführung besonders wichtig, wenn eine Position oder Geschwindigkeit präzise eingehalten werden soll.

{{BR}}
= Virtuelle Anlage: Signalverläufe untersuchen =

Die simulierte Achse erhält einen Sollwertsprung. Du vergleichst vier fiktive Datensätze.

{| class="wikitable"
! Fall
! Beobachtung
! Erste Diagnose
|-
| A
| Istwert folgt schnell, kleines einmaliges Überschwingen, danach stabil
| grundsätzlich brauchbares Regelverhalten
|-
| B
| Istwert reagiert kaum auf Sollwertänderung
| Stellwirkung oder Strecke prüfen
|-
| C
| Istwert springt scheinbar unplausibel, obwohl die Achse im Modell ruhig bleibt
| Messpfad prüfen
|-
| D
| Istwert schwingt mit wachsender Amplitude
| Rückführung, Vorzeichen und Reglerparametrierung kritisch prüfen
|}

'''Arbeitsregel:''' In der Simulation erst beobachten, dann Hypothese bilden, dann genau einen Parameter oder Fehlerzustand ändern und erneut vergleichen.

{{BR}}
== Diagnosepfad ==

{| class="wikitable"
! Prüfschritt
! Leitfrage
|-
| Sollwert
| Ist die gewünschte Größe plausibel?
|-
| Regelabweichung
| Passt die Differenz zwischen Soll und Messwert?
|-
| Reglerausgang
| Reagiert die Stellgröße auf die Abweichung?
|-
| Strecke
| Reagiert das virtuelle Anlagenmodell auf die Stellgröße?
|-
| Messung
| Folgt der Messwert der simulierten Bewegung?
|-
| Rückführung
| Wirkt die Rückmeldung abweichungsmindernd?
|}

{{BR}}
= Gestufte Hilfen =

{| class="wikitable"
! Stufe
! Hilfe zur Diagnose
|-
| '''Hilfe 1'''
| Beginne bei Sollwert und Messwert. Sind beide Größen plausibel?
|-
| '''Hilfe 2'''
| Verfolge das Signal blockweise in Wirkungsrichtung: Vergleich, Regler, Strecke, Messung.
|-
| '''Hilfe 3'''
| Prüfe, an welchem Block sich ein plausibles Eingangssignal erstmals in ein unplausibles Ausgangssignal verwandelt.
|}

'''Prinzip:''' Nutze zuerst Hilfe 1. Öffne die nächste Stufe nur, wenn Du keine begründete Hypothese bilden kannst.

{{BR}}
= Aufgaben mit begründetem Feedback =

{{BR}}
== Basisaufgabe ==

'''Auftrag:''' Ordne in der virtuellen Positionierachse Sollposition, Servoregler, Motor mit Mechanik und Encoder den vier Grundfunktionen Sollwert, Regler, Strecke und Messung zu.

'''Feedback:''' Richtig ist: Sollposition → Sollwert, Servoregler → Regler, Motor und Mechanik → Strecke, Encoder → Messung. Die Zuordnung ist begründet, weil der Encoder nicht die Bewegung erzeugt, sondern den erreichten Zustand zurückmeldet.

{{BR}}
== Anwendungsaufgabe ==

'''Auftrag:''' Die Sollposition ändert sich, der Reglerausgang reagiert, das virtuelle Motormodell bewegt sich, aber der Messwert bleibt konstant. Welcher Bereich ist zuerst zu untersuchen?

'''Feedback:''' Zuerst wird der Messpfad untersucht. Reglerausgang und Streckenreaktion zeigen, dass der Vorwärtspfad aktiv ist. Ein unveränderter Messwert trotz simuliert veränderter Position deutet auf Messung, Signalübertragung oder Rückführung.

{{BR}}
== Transferaufgabe ==

'''Auftrag:''' Nach einer simulierten Laständerung weicht der Istwert kurz vom Sollwert ab und kehrt anschließend zurück. Begründe, warum dieses Verhalten ein Kennzeichen funktionierender Regelung sein kann.

'''Feedback:''' Die Last wirkt als Störung auf die Strecke. Eine funktionierende Rückführung erkennt die entstehende Abweichung und verändert die Stellgröße so, dass die Regelgröße wieder in Richtung Sollwert geführt wird. Entscheidend ist nicht, jede Abweichung sofort zu verhindern, sondern sie stabil und ausreichend schnell auszuregeln.

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

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

{{MC}}

'''Welche Größe gibt den gewünschten Zustand vor?'''
(Sollwert)
(!Istwert)
(!Störgröße)
(!Messrauschen)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Komponente bildet aus der Regelabweichung eine Stellgröße?'''
(Regler)
(!Encoder)
(!Regelstrecke)
(!Werkstück)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Aufgabe hat das Messglied im Regelkreis?'''
(Es erfasst die Regelgröße für die Rückführung)
(!Es erzeugt den Sollwert)
(!Es ersetzt die Regelstrecke)
(!Es schaltet Schutzeinrichtungen ab)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was kennzeichnet einen geschlossenen Regelkreis?'''
(Die Regelgröße wird zurückgeführt)
(!Es gibt keine Messung)
(!Der Ausgang bleibt unberücksichtigt)
(!Der Regler erhält nur einen Zeitimpuls)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Größe entsteht beim Vergleich von Sollwert und Messwert?'''
(Regelabweichung)
(!Nennleistung)
(!Taktfrequenz)
(!Versorgungsspannung)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was gehört bei der virtuellen Servoachse typischerweise zur Regelstrecke?'''
(Motor und Mechanik)
(!Nur der Sollwert)
(!Nur das Display)
(!Nur die Rückführleitung)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welches Bauteil liefert bei einer Servoachse häufig Positionsinformationen?'''
(Encoder)
(!Sicherung)
(!Schützspule)
(!Leistungsschalter)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was beschreibt Überschwingen?'''
(Der Istwert überschreitet vorübergehend den Zielwert)
(!Der Sollwert wird abgeschaltet)
(!Der Messwert bleibt immer null)
(!Der Regler wird mechanisch blockiert)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche erste Diagnose ist sinnvoll, wenn sich die virtuelle Achse bewegt, der Messwert aber konstant bleibt?'''
(Messpfad prüfen)
(!Sollwert grundsätzlich erhöhen)
(!Schutzeinrichtung überbrücken)
(!Alle Parameter gleichzeitig verändern)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie sollen Maschinenabläufe in diesem Kurs zuerst erprobt werden?'''
(In einer Simulation)
(!Durch automatische Live-Ansteuerung)
(!Mit überbrückter Verriegelung)
(!Ohne betriebliche Freigabe)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Sollwert || gewünschter Zustand
|-
| Regelabweichung || Differenz zwischen Soll und Messwert
|-
| Regler || bildet die Stellgröße
|-
| Regelstrecke || reagiert auf die Stellgröße
|-
| Encoder || liefert Positionsrückmeldung
|-
| Überschwingen || kurzfristiges Überschreiten des Zielwerts
|-
| Störgröße || äußere Beeinflussung der Strecke
|-
| Rückführung || führt den Messwert zum Vergleich zurück
|}
{{E}}
<br>

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

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Funktion im Regelkreis
|-
| '''Sollwert'''
| gewünschter Zustand
|-
| '''Regler'''
| Verarbeitung der Regelabweichung
|-
| '''Regelstrecke'''
| zu beeinflussender Prozess
|-
| '''Encoder'''
| Erfassung der Position
|-
| '''Störgröße'''
| äußere Beeinflussung
|-
| '''Rückführung'''
| Rückgabe des Messwerts

|}
{{E}}

<br>
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Sollwert || Wie heißt der gewünschte Wert einer Regelgröße?
|-
| Regler || Welche Komponente verarbeitet die Regelabweichung?
|-
| Encoder || Welches Messsystem kann die Position einer Servoachse erfassen?
|-
| Strecke || Welcher Teil des Regelkreises wird durch die Stellgröße beeinflusst?
|-
| Feedback || Welches englische Wort wird häufig für Rückführung verwendet?
|-
| Diagnose || Wie heißt die systematische Suche nach einer Fehlerursache?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Regelungstechnik+und+Servoantriebe+Regelkreise+in+Blockbildern+erklären </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Der gewünschte Zustand wird im Regelkreis durch den { Sollwert } beschrieben.
Die Differenz zwischen Sollwert und gemessenem Istwert heißt { Regelabweichung }.
Aus dieser Abweichung erzeugt der { Regler } eine Stellgröße.
Motor, Mechanik und Last können bei einer Servoachse zur { Regelstrecke } gehören.
Die tatsächliche Position kann durch einen { Encoder } erfasst werden.
Der Messwert gelangt über die { Rückführung } wieder zum Vergleichspunkt.
Ein vorübergehendes Überschreiten des Zielwerts heißt { Überschwingen }.
Eine zusätzliche Last kann als { Störgröße } auf die Strecke wirken.
Ein Sollwertsprung hilft beim Beobachten der zeitlichen { Sprungantwort }.
Maschinenabläufe werden in diesem Kurs zuerst in einer { Simulation } untersucht.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Virtuelle Steuerungs- und Diagnoseaufgaben =

{{BR}}
== Station 1: Sollwert verfolgen ==

Die virtuelle Achse erhält nacheinander verschiedene Sollpositionen. Beobachte nur Sollwert und Istwert. Markiere, wann eine Regelabweichung entsteht und wann sie wieder klein wird.

'''Begründetes Feedback:''' Eine Abweichung direkt nach einer Sollwertänderung ist normal. Entscheidend ist, ob der Istwert stabil nachgeführt wird.

{{BR}}
== Station 2: Messfehler erkennen ==

Im Modell wird ein Fehler aktiviert: Der Encoderwert bleibt auf einem alten Wert stehen, während die simulierte Mechanik weiterläuft.

'''Begründetes Feedback:''' Ein feststehender Messwert bei veränderter Modellposition trennt den Fehler räumlich vom mechanischen Verhalten. Der Messpfad wird zur Hauptverdachtsstelle.

{{BR}}
== Station 3: Störung beurteilen ==

Eine zusätzliche virtuelle Last greift kurz an der Strecke an. Beobachte Sollwert, Istwert, Regelabweichung und Stellgröße.

'''Begründetes Feedback:''' Bei einer ausregelbaren Störung ändert sich zunächst die Regelabweichung. Der Regler reagiert mit einer veränderten Stellgröße, bis die Regelgröße wieder näher am Sollwert liegt.

{{BR}}
== Station 4: Kritisches Schwingen ==

Das Simulationsmodell zeigt eine zunehmend schwingende Regelgröße.

'''Begründetes Feedback:''' Wachsendes Schwingen ist kein Zeichen besonders schneller Regelung, sondern ein Warnsignal für mangelnde Stabilität. In einer realen Anlage wäre ein solcher Zustand nur nach freigegebenem, sicherem Verfahren und unter Fachaufsicht zu untersuchen.

{{BR}}
= Medien zur Vertiefung =

[[Datei:Change with Kd.png|500px|rahmenlos|center]]

Das Bild zeigt, wie eine Änderung eines Regleranteils die Sprungantwort verändern kann. Nutze es nicht als Einstellanweisung, sondern als Vergleich unterschiedlicher Signalformen.

[[Datei:Geschlossener Regelkreis Feedback.png|650px|rahmenlos|center]]

Vergleiche das allgemeine Regelkreisbild mit der virtuellen Servoachse: Sollwert → Regler → Strecke → Regelgröße → Messung → Rückführung.

{{BR}}
= Fachquellen und Medienrechte =

Die fachlichen Grundbegriffe wurden mit etablierten Quellen abgeglichen. Die Medienlinks wurden auf vorhandene Originalseiten geprüft. Stand der Prüfung: 07.10.2026.

{| class="wikitable"
! Quelle
! Verwendung im Kurs
|-
| [https://de.wikipedia.org/wiki/Regelungstechnik Wikipedia: Regelungstechnik]
| Begriffe Regelgröße, Führungsgröße, Regler, Stellgröße, Strecke, Messung und Rückführung
|-
| [https://de.wikipedia.org/wiki/Regelkreis Wikipedia: Regelkreis]
| Standardregelkreis, Regeldifferenz, Rückkopplung und Sprungantwort
|-
| [https://www.festo.com/de/de/e/technische-bildung/lernloesungen/elektrotechnik/regelungstechnik-id_1737064 Festo Didactic: Regelungstechnik]
| Ausbildungsbezug, Reglerstrukturen, reale und simulierte Regelstrecken
|-
| [https://www.siemens.com/de-de/content/sce-educational-institutions/documents/ Siemens SCE Lernressourcen]
| industrielle Ausbildung, Simulation und Servoantriebe
|-
| [https://infosys.beckhoff.com/content/1031/tf50x0_tc3_nc_ptp/3443964683.html Beckhoff: Position Control Loop]
| Praxisbezug zur Lageregelung und Istpositionsrückführung
|}

{| class="wikitable"
! Eingebundenes Medium
! Urheber und Lizenz laut Wikimedia Commons
|-
| Geschlossener Regelkreis Feedback.png
| VFeebach, CC BY-SA 4.0
|-
| Servo motor drive.png
| Tero Kontkanen, CC BY-SA 3.0
|-
| Servomotor.jpg
| John Nagle, CC BY-SA 3.0 und GFDL
|-
| VW Incremental encoder.gif
| Lambtron, CC BY-SA 4.0
|-
| P change pid.png
| Urheber laut Commons-Dateiseite, CC BY-SA 4.0
|-
| Change with Kd.png
| Skorkmaz, Public Domain laut Commons-Dateiseite
|-
| Second order transfer function.svg
| Krishnavedala, CC BY-SA 3.0
|}

Die eingebundenen YouTube-Videos werden nicht kopiert, sondern über den YouTube-Player vom jeweiligen Originalangebot eingebettet. Die Rechte am Videoinhalt verbleiben bei den jeweiligen Rechteinhabern. Die Einbettung stellt keine freie Lizenzierung des Videos dar.

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===
# [[Regelkreis|Blockbild beschriften]]: Zeichne einen einfachen Regelkreis und beschrifte Sollwert, Regler, Strecke, Messung und Rückführung.
# [[Servoantrieb|Servo-Zuordnung]]: Erstelle vier Karten für Sollwert, Regler, Strecke und Messung und ordne Komponenten der virtuellen Servoachse zu.
# [[Signalverlauf|Signalvergleich]]: Skizziere einen Sollwertsprung und einen ruhig nachfolgenden Istwert. Kennzeichne die Regelabweichung.
# [[Encoder|Messung erklären]]: Erkläre in fünf Sätzen, warum eine Positionsregelung einen verlässlichen Messwert benötigt.

{{BR}}
=== Standard ===
# [[Fehlersuche|Diagnoseprotokoll]]: Entwickle für einen feststehenden Encoderwert einen Prüfweg vom beobachteten Symptom bis zur begründeten Fehlerhypothese.
# [[Sprungantwort|Signalbilder vergleichen]]: Vergleiche drei simulierte Sprungantworten und begründe, welche davon schnell, welche stark überschwingend und welche instabil wirkt.
# [[Störgröße|Störung simulieren]]: Füge in einem virtuellen Modell eine zusätzliche Last hinzu und dokumentiere, wie Regelabweichung und Stellgröße reagieren.
# [[Regler|Parameterwirkung beschreiben]]: Untersuche in einer Simulation nur einen Reglerparameter zur Zeit und begründe, warum gleichzeitige Änderungen die Diagnose erschweren.

{{BR}}
=== Schwer ===
# [[Servoantrieb|Kaskadenmodell]]: Erstelle ein vereinfachtes Blockbild aus Positions-, Geschwindigkeits- und Stromregelung und erkläre die Verschachtelung.
# [[Regelgüte|Anforderungskatalog]]: Formuliere für eine virtuelle Positionierachse Anforderungen an Genauigkeit, Überschwingen und Einschwingzeit und begründe mögliche Zielkonflikte.
# [[Instandhaltung|Fachinterview]]: Befrage eine qualifizierte Fachkraft dazu, welche Messwerte bei der Diagnose eines Servoantriebs zuerst betrachtet werden. Dokumentiere keine sicherheitskritischen Umgehungsverfahren.
# [[Virtuelle Inbetriebnahme|Simulation vor Praxis]]: Entwickle einen Ablaufplan, wie ein geänderter Maschinenablauf zuerst virtuell validiert und erst danach unter Fachaufsicht sowie betrieblicher Freigabe an einer realen Anlage geprüft werden könnte.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Regelkreis|Zusammenhang erklären]]: Begründe, warum ein Regelkreis trotz korrekt arbeitendem Regler schlecht funktionieren kann, wenn der Messwert fehlerhaft ist.
# [[Servoantrieb|Transfer auf eine Achse]]: Übertrage das allgemeine Blockbild auf eine Hubachse und erkläre, welche physikalische Größe Sollwert und Regelgröße sein könnten.
# [[Störgröße|Störfall analysieren]]: Eine virtuelle Achse erhält bei gleicher Sollposition plötzlich mehr Last. Erkläre die erwartete Signalkette vom Auftreten der Störung bis zur Ausregelung.
# [[Diagnose|Fehler lokalisieren]]: Sollwert und Reglerausgang ändern sich plausibel, die Modellmechanik bewegt sich, der Messwert aber nicht. Leite eine begründete Prüfpriorität ab.
# [[Regelgüte|Zielkonflikt bewerten]]: Erkläre, warum eine extrem schnelle Reaktion nicht automatisch eine gute Regelung bedeutet.
# [[Simulation|Sicherer Transfer]]: Begründe, warum Änderungen eines Maschinenablaufs zuerst simuliert und reale Prüfungen nur unter geeigneter Fachaufsicht und betrieblicher Freigabe durchgeführt werden sollen.

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen können, dass Du einen Regelkreis im Blockbild korrekt liest, die Signale w, e, u, y und yM sinnvoll zuordnest, einen Servoantrieb als Regler-Strecke-Messung-System erklärst, typische Signalverläufe beschreibst, einfache Diagnosehypothesen aus Messwerten ableitest und zwischen Steuerung sowie Regelung unterscheiden kannst.

Wichtig ist außerdem, dass Du Deine Diagnose begründest, Simulation und reale Anlage klar unterscheidest und Sicherheitsgrenzen einhältst. Eine gute Leistung zeigt sich nicht nur an richtigen Begriffen, sondern an einer nachvollziehbaren Signalkette vom Symptom zur Ursache.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

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

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

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Regelungstechnik und Servoantriebe]]'''
# [[Regelkreis]]
# [[Blockschaltbild]]
# [[Servoantrieb]]
# [[Servomotor]]
# [[Encoder]]
# [[Regler]]
# [[PID-Regler]]
# [[Sprungantwort]]
# [[Regelgüte]]
# [[Automatisierungstechnik]]
|}

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

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

Regelungstechnik und Servoantriebe – Regelkreise in Blockbildern erklären - Versionsgeschichte

Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt