Arbeitsblatt Stabilität: Routh-Hurwitz und Wurzelortskurve mit Lösungen

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1.Leicht
s⁴15−4s³1−6s²??s¹?s⁰?

Das charakteristische Polynom eines Regelkreises ist Q(s) = s⁴ + s³ + 5s² − 6s − 4. Stelle das Routh-Schema auf und bestimme, wie viele Wurzeln N von Q(s) in der rechten Halbebene liegen.

Q(s) = s⁴ + s³ + 5s² − 6s − 4
N =
2.Leicht
s⁴1315s³414s²??s¹?s⁰?

Das charakteristische Polynom eines Regelkreises ist Q(s) = s⁴ + 4s³ + 3s² + 14s + 15. Stelle das Routh-Schema auf und bestimme, wie viele Wurzeln N von Q(s) in der rechten Halbebene liegen.

Q(s) = s⁴ + 4s³ + 3s² + 14s + 15
N =
3.Mittel
R(s)+Ks + 7s(s + 2)(s + 3)C(s)−

Ein Regelkreis mit Einheitsrückführung hat L(s) = K(s + 7)/(s(s + 2)(s + 3)) mit K > 0. Bestimme die größte Verstärkung Kmax, für die der geschlossene Kreis stabil ist.

L(s) = K(s + 7)/(s(s + 2)(s + 3))
Kmax =
4.Mittel
R(s)+501s(s + 6)(s + 8)C(s)+

Der Regelkreis im Schaubild arbeitet mit Mitkopplung und hat L(s) = 50/(s(s + 6)(s + 8)). Wie viele Pole N des geschlossenen Kreises liegen in der rechten Halbebene?

L(s) = 50/(s(s + 6)(s + 8))
N =
5.Schwer
ReIm−2−4−6−8−10−12−14−16−182j2j4

Die Wurzelortskurve von L(s) = K(s + 16)/(s(s + 8)) verlässt die reelle Achse zwischen s = 0 und s = −8, läuft im Bogen herum und trifft links von der Nullstelle wieder auf die reelle Achse. Bestimme den Verzweigungspunkt sb.

L(s) = K(s + 16)/(s(s + 8))
sb =
6.Schwer
ReIm−2j2j4

Bestimme für L(s) = K/((s + 1)(s² + 4s + 20)) den Abgangswinkel θd der Wurzelortskurve vom komplexen Pol in der oberen Halbebene, gemessen von der positiven reellen Achse.

L(s) = K/((s + 1)(s² + 4s + 20))
θd = °

Lösungsschlüssel

  1. 1. N = 1
  2. 2. N = 2
  3. 3. Kmax = 15
  4. 4. N = 1
  5. 5. sb = −4,686
  6. 6. θd = −14,04 °

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