Arbeitsblatt Stabilität: Routh-Hurwitz und Wurzelortskurve mit Lösungen

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1.Leicht
s³13s²110s¹?s⁰?

Ein geschlossener Regelkreis hat die charakteristische Gleichung s³ + s² + 3s + 10 = 0. Bestimme mit dem Routh-Hurwitz-Kriterium die Anzahl N der Pole des geschlossenen Kreises in der rechten Hälfte der s-Ebene.

Q(s) = s³ + s² + 3s + 10
N =
2.Leicht
s³18s²129s¹?s⁰

Bestimme für das charakteristische Polynom Q(s) = s³ + s² + 8s + 29 den Eintrag b1 der ersten Spalte in der s¹-Zeile des Routh-Schemas.

Q(s) = s³ + s² + 8s + 29
b1 =
3.Mittel
R(s)+K1s(s + 5)(s + 8)C(s)−

Der Regelkreis im Schaubild hat die Übertragungsfunktion des offenen Kreises L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8)). Bestimme die größte Verstärkung Kmax, für die der geschlossene Kreis stabil ist.

L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8))
Kmax =
4.Mittel
R(s)+1051s(s + 2)(s + 5)C(s)−

Der Regelkreis im Schaubild arbeitet mit Gegenkopplung und hat L(s) = 105/(s(s + 2)(s + 5)). Wie viele Pole N des geschlossenen Kreises liegen in der rechten Halbebene?

L(s) = 105/(s(s + 2)(s + 5))
N =
5.Schwer
ReIm−1−2−3−4−5−6−71j1j2sb​

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/((s + 4)(s + 6)) ist abgebildet. Bestimme die Verstärkung K am Verzweigungspunkt sb, an dem die beiden Pole des geschlossenen Kreises auf der reellen Achse zusammentreffen.

L(s) = K/((s + 4)(s + 6))
K =
6.Schwer
ReIm−1−2−3−4−5−6j1

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5)) verlässt die reelle Achse zwischen s = 0 und s = −2. Bestimme den Verzweigungspunkt sb.

L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5))
sb =

Lösungsschlüssel

  1. 1. N = 2
  2. 2. b1 = −21
  3. 3. Kmax = 520
  4. 4. N = 2
  5. 5. K = 1
  6. 6. sb = −0,8804

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