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
s³14s²a32s¹(4·a − 32)/as⁰32

Die charakteristische Gleichung eines geschlossenen Regelkreises lautet s³ + a·s² + 4s + 32 = 0. Bestimme den Wert a, ab dem das System stabil ist.

s³ + a·s² + 4s + 32 = 0
a =
2.Leicht
s³18s²a64s¹(8·a − 64)/as⁰64

Die charakteristische Gleichung eines geschlossenen Regelkreises lautet s³ + a·s² + 8s + 64 = 0. Bestimme den Wert a, ab dem das System stabil ist.

s³ + a·s² + 8s + 64 = 0
a =
3.Mittel
R(s)+K = 241s(s + 4)(s + 6)C(s)−

Der Regelkreis im Schaubild läuft mit K = 24 und L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6)). Um welchen Faktor m kann die Verstärkung erhöht werden, bevor der geschlossene Kreis instabil wird?

L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6))K = 24
m =
4.Mittel
R(s)+Ks + 5s(s + 1)(s + 3)C(s)−

Ein Regelkreis mit Einheitsrückführung hat L(s) = K(s + 5)/(s(s + 1)(s + 3)) mit K > 0. Bestimme die größte Verstärkung Kmax, für die der geschlossene Kreis stabil ist.

L(s) = K(s + 5)/(s(s + 1)(s + 3))
Kmax =
5.Schwer
ReIm−5j5

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 5)) ist skizziert. Bestimme die Frequenz ω, bei der die Ortskurve die imaginäre Achse schneidet.

L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 5))
ω = rad/s
6.Schwer
ReImζ = 0,6−2−4−6−8−10j2j4j6

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/(s(s + 8)) ist abgebildet. Bestimme die Verstärkung K, bei der die Pole des geschlossenen Kreises den Dämpfungsgrad ζ = 0,6 haben.

L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0,6
K =

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 8
  2. 2. a = 8
  3. 3. m = 10
  4. 4. Kmax = 12
  5. 5. ω = 6,856 rad/s
  6. 6. K = 44,44

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