Arbeitsblatt Stabilität: Routh-Hurwitz und Wurzelortskurve mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Stabilität: Routh-Hurwitz und Wurzelortskurve zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
s³15s²a25s¹(5·a − 25)/as⁰25

Die charakteristische Gleichung eines geschlossenen Regelkreises lautet s³ + a·s² + 5s + 25 = 0. Bestimme den Wert a, ab dem das System stabil ist.

s³ + a·s² + 5s + 25 = 0
a =
2.Leicht
s³12s²a16s¹(2·a − 16)/as⁰16

Die charakteristische Gleichung eines geschlossenen Regelkreises lautet s³ + a·s² + 2s + 16 = 0. Bestimme den Wert a, ab dem das System stabil ist.

s³ + a·s² + 2s + 16 = 0
a =
3.Mittel
R(s)+K1s(s + 6)(s + 10)C(s)−

Der Regelkreis im Schaubild hat die Übertragungsfunktion des offenen Kreises L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10)). Die Verstärkung wird erhöht, bis der geschlossene Kreis an der Stabilitätsgrenze liegt. Bestimme die Frequenz ω der Dauerschwingung.

L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10))
ω = rad/s
4.Mittel
R(s)+7201s(s + 4)(s + 5)C(s)−

Der Regelkreis im Schaubild arbeitet mit Gegenkopplung und hat L(s) = 720/(s(s + 4)(s + 5)). Wie viele Pole N des geschlossenen Kreises liegen in der rechten Halbebene?

L(s) = 720/(s(s + 4)(s + 5))
N =
5.Schwer
ReIm−2−4−6−8−10−12j2

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10)) verlässt die reelle Achse zwischen s = 0 und s = −1. Bestimme den Verzweigungspunkt sb.

L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))
sb =
6.Schwer
ReIm−2−4−6j2j4

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 6)) ist skizziert. Bestimme die Frequenz ω, bei der die Ortskurve die imaginäre Achse schneidet.

L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 6))
ω = rad/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 5
  2. 2. a = 8
  3. 3. ω = 7,746 rad/s
  4. 4. N = 2
  5. 5. sb = −0,4869
  6. 6. ω = 5,196 rad/s

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