Arbeitsblatt Stabilität: Routh-Hurwitz und Wurzelortskurve mit Lösungen

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1.Leicht
s³110s²a80s¹(10·a − 80)/as⁰80

Die charakteristische Gleichung eines geschlossenen Regelkreises lautet s³ + a·s² + 10s + 80 = 0. Bestimme den Wert a, ab dem das System stabil ist.

s³ + a·s² + 10s + 80 = 0
a =
2.Leicht
s³27s²55s¹?s⁰

Bestimme für das charakteristische Polynom Q(s) = 2s³ + 5s² + 7s + 5 den Eintrag b1 der ersten Spalte in der s¹-Zeile des Routh-Schemas.

Q(s) = 2s³ + 5s² + 7s + 5
b1 =
3.Mittel
R(s)+4801s(s + 3)(s + 5)C(s)−

Der Regelkreis im Schaubild arbeitet mit Gegenkopplung und hat L(s) = 480/(s(s + 3)(s + 5)). Wie viele Pole N des geschlossenen Kreises liegen in der rechten Halbebene?

L(s) = 480/(s(s + 3)(s + 5))
N =
4.Mittel
R(s)+K1s(s + 4)(s + 10)C(s)−

Der Regelkreis im Schaubild hat die Übertragungsfunktion des offenen Kreises L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)). Bestimme die größte Verstärkung Kmax, für die der geschlossene Kreis stabil ist.

L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))
Kmax =
5.Schwer
ReIm−5j5

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/((s + 2)(s + 5)(s + 6)) ist skizziert. Bestimme die Frequenz ω, bei der die Ortskurve die imaginäre Achse schneidet.

L(s) = K/((s + 2)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
6.Schwer
ReIm−2−4j2j4

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 4)) ist skizziert. Bestimme die Frequenz ω, bei der die Ortskurve die imaginäre Achse schneidet.

L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 4))
ω = rad/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 8
  2. 2. b1 = 5
  3. 3. N = 2
  4. 4. Kmax = 560
  5. 5. ω = 7,211 rad/s
  6. 6. ω = 5,099 rad/s

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