Arbeitsblatt Stabilität: Routh-Hurwitz und Wurzelortskurve mit Lösungen

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1.Leicht
R(s)+101s(s + 6)C(s)−

Ein Regelkreis mit Einheitsrückführung hat die Übertragungsfunktion des offenen Kreises L(s) = 10/(s(s + 6)). Die Pole des geschlossenen Kreises sind komplex. Bestimme ihren Imaginärteil ωd.

L(s) = 10/(s(s + 6))
ωd = rad/s
2.Leicht
s³110s²a50s¹(10·a − 50)/as⁰50

Die charakteristische Gleichung eines geschlossenen Regelkreises lautet s³ + a·s² + 10s + 50 = 0. Bestimme den Wert a, ab dem das System stabil ist.

s³ + a·s² + 10s + 50 = 0
a =
3.Mittel
R(s)+K1(s + 1)(s + 5)(s + 6)C(s)−

Ein Regelkreis mit Einheitsrückführung hat L(s) = K/((s + 1)(s + 5)(s + 6)) mit K > 0. Bestimme die größte Verstärkung Kmax, für die der geschlossene Kreis stabil ist.

L(s) = K/((s + 1)(s + 5)(s + 6))
Kmax =
4.Mittel
R(s)+K1(s + 1)(s + 3)(s + 6)C(s)−

Ein Regelkreis mit Einheitsrückführung hat L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 6)) mit K > 0. Bestimme die größte Verstärkung Kmax, für die der geschlossene Kreis stabil ist.

L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 6))
Kmax =
5.Schwer
ReIm−2−4−6−8−10−12j2

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10)) verlässt die reelle Achse zwischen s = 0 und s = −3. Bestimme den Verzweigungspunkt sb.

L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10))
sb =
6.Schwer
ReImζ = 0,707−2−4−6j2

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/(s(s + 6)) ist abgebildet. Bestimme die Verstärkung K, bei der die Pole des geschlossenen Kreises den Dämpfungsgrad ζ = 0,707 haben.

L(s) = K/(s(s + 6))ζ = 0,707
K =

Lösungsschlüssel

  1. 1. ωd = 1 rad/s
  2. 2. a = 5
  3. 3. Kmax = 462
  4. 4. Kmax = 252
  5. 5. sb = −1,371
  6. 6. K = 18,01

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