Ein geschlossener Regelkreis hat die charakteristische Gleichung s³ + 5s² − 6s + 30 = 0. Bestimme mit dem Routh-Hurwitz-Kriterium die Anzahl N der Pole des geschlossenen Kreises in der rechten Hälfte der s-Ebene.
Arbeitsblatt Stabilität: Routh-Hurwitz und Wurzelortskurve mit Lösungen
Das charakteristische Polynom eines Regelkreises ist Q(s) = s⁴ + s³ + 10s² + s − 6. Stelle das Routh-Schema auf und bestimme, wie viele Wurzeln N von Q(s) in der rechten Halbebene liegen.
Die Strecke G(s) = (s + 2)/((s − 4)(s + 5)) hat einen instabilen Pol bei s = 4. Ein Proportionalregler mit der Verstärkung K schließt einen Regelkreis mit Einheitsrückführung um sie. Bestimme die kleinste Verstärkung Kmin, die den geschlossenen Kreis stabil macht.
Der Regelkreis im Schaubild hat die Übertragungsfunktion des offenen Kreises L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)). Bestimme die größte Verstärkung Kmax, für die der geschlossene Kreis stabil ist.
Die Wurzelortskurve von L(s) = K/(s(s + 10)) ist abgebildet. Bestimme die Verstärkung K, bei der die Pole des geschlossenen Kreises den Dämpfungsgrad ζ = 0,5 haben.
Bestimme für den Regelkreis L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4)) die Verstärkung K, die einen Pol des geschlossenen Kreises auf s = −1,5 legt.
Lösungsschlüssel
- 1. N = 2
- 2. N = 1
- 3. Kmin = 10
- 4. Kmax = 180
- 5. K = 100
- 6. K = 5,625
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