لنظام حلقة مغلقة المعادلة المميِّزة s³ − 5s² + 4s + 27 = 0. استخدم معيار راوث–هرفيتز لإيجاد عدد N أقطاب الحلقة المغلقة في النصف الأيمن من المستوى s.
ورقة عمل الاستقرار: راوث–هرفيتز والمحل الهندسي للجذور مع الإجابات
1.سهلة
Q(s) = s³ − 5s² + 4s + 27
N =
2.سهلة
لحلقة تغذية عكسية وحدوية دالة نقل الحلقة المفتوحة L(s) = 20/(s(s + 8)). أقطاب الحلقة المغلقة مركّبة. أوجد جزءها التخيلي ωd.
L(s) = 20/(s(s + 8))
ωd = rad/s
3.متوسطة
لحلقة تغذية عكسية وحدوية L(s) = K(s + 8)/(s(s + 3)(s + 4)) مع K > 0. أوجد أكبر كسب Kmax تكون الحلقة المغلقة عنده مستقرة.
L(s) = K(s + 8)/(s(s + 3)(s + 4))
Kmax =
4.متوسطة
تعمل حلقة المخطط بالكسب K = 140 وL(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)). بأي عامل m يمكن رفع الكسب قبل أن تصبح الحلقة المغلقة غير مستقرة؟
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))K = 140
m =
5.صعبة
يغادر المحل الهندسي للجذور لـ L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4)) المحور الحقيقي بين s = 0 وs = −3. أوجد نقطة الانفصال sb.
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4))
sb =
6.صعبة
لـ L(s) = K/((s + 7)(s² + 4s + 20))، أوجد زاوية المغادرة θd للمحل الهندسي للجذور من القطب المركّب في النصف العلوي من المستوى، مقيسة من المحور الحقيقي الموجب.
L(s) = K/((s + 7)(s² + 4s + 20))
θd = °
مفتاح الإجابات
- 1. N = 2
- 2. ωd = 2 rad/s
- 3. Kmax = 84
- 4. m = 4
- 5. sb = −1,131
- 6. θd = 51,34 °
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.