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Ein Roboterarm, der sich selbst korrigiert

Frei zugänglich bis zum Sonntag, 15. November

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Bei einer Regelung im geschlossenen Kreis misst ein Sensor, was das System tatsächlich tut, und meldet den Wert an einen Regler zurück. Der Regler vergleicht ihn mit dem Sollwert und steuert das Stellglied so an, dass die Abweichung kleiner wird.

Auf dem Bild

  1. Sensor: misst die tatsächliche Höhe des Balls
  2. Regler: vergleicht den Messwert mit dem eingestellten Sollwert und berechnet eine Korrektur
  3. Stellglied (Motor): bewegt den Arm gemäß der Korrektur
  4. Rückführungskabel: führt den gemessenen Ausgang zum Regler zurück und schließt den Kreis

Beispiele

  • Ein Thermostat misst die Raumtemperatur und schaltet die Heizung ein oder aus, um die eingestellte Temperatur zu erreichen.
  • Der Tempomat erfasst die Geschwindigkeit des Autos und regelt das Gas, um die gewählte Geschwindigkeit auch am Berg zu halten.

Quiz: Ein Roboterarm, der sich selbst korrigiert (Alter 17)

  1. Was vergleicht der Regler in einem geschlossenen Regelkreis, um zu entscheiden, wie er korrigiert?

    • Den heutigen Sensorwert und den von gestern
    • Die maximale Drehzahl des Motors und seine aktuelle Drehzahl
    • Den Zielwert (Sollwert) und den Wert, den der Sensor tatsächlich misst
  2. Was macht aus einem System mit Rückkopplung ein offenes System, das auf Störungen nicht reagieren kann?

    • Den Motor durch einen stärkeren zu ersetzen
    • Das Entfernen des Rückwegs, der die Messung des Sensors zum Regler zurückführt
    • Einen höheren Zielwert als zuvor einzustellen
  3. Eine Störung drängt das System von seinem Ziel weg. Warum kann sich ein geschlossener Regelkreis von selbst erholen?

    • Er nutzt die Differenz zwischen Sollwert und gemessenem Ausgang, um seinen eigenen Fehler zu korrigieren
    • Sein Motor ist immer stärker als jede Störung
    • Er folgt einer festen, vorher programmierten Bewegungsfolge

Die Antworten mit Erklärung stehen in der App. Dort ist dieses Quiz kostenlos, solange die Lektion in der freien Woche ist.

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Technologie, Alter 17