Ein Proportionalregler mit der Verstärkung K regelt die Strecke G(s) = 5/(s + 1) in einem Regelkreis mit Einheitsrückführung. Bestimme die Verstärkung K, die den Pol des geschlossenen Kreises auf s = −11 legt.
Arbeitsblatt Stabilität: Routh-Hurwitz und Wurzelortskurve mit Lösungen
Ein Proportionalregler mit der Verstärkung K regelt die Strecke G(s) = 1/(s + 4) in einem Regelkreis mit Einheitsrückführung. Bestimme die Verstärkung K, die den Pol des geschlossenen Kreises auf s = −5,5 legt.
Der Regelkreis im Schaubild hat die Übertragungsfunktion des offenen Kreises L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6)). Die Verstärkung wird erhöht, bis der geschlossene Kreis an der Stabilitätsgrenze liegt. Bestimme die Frequenz ω der Dauerschwingung.
Die Strecke G(s) = (s + 4)/((s − 2)(s + 1)) hat einen instabilen Pol bei s = 2. Ein Proportionalregler mit der Verstärkung K schließt einen Regelkreis mit Einheitsrückführung um sie. Bestimme die kleinste Verstärkung Kmin, die den geschlossenen Kreis stabil macht.
Die Wurzelortskurve von L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5)) ist skizziert. Bestimme die Frequenz ω, bei der die Ortskurve die imaginäre Achse schneidet.
Bestimme für L(s) = K/((s + 2)(s² + 8s + 25)) den Abgangswinkel θd der Wurzelortskurve vom komplexen Pol in der oberen Halbebene, gemessen von der positiven reellen Achse.
Lösungsschlüssel
- 1. K = 2
- 2. K = 1,5
- 3. ω = 4,899 rad/s
- 4. Kmin = 1
- 5. ω = 5,568 rad/s
- 6. θd = −33,69 °
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