Arbeitsblatt Stabilität: Routh-Hurwitz und Wurzelortskurve mit Lösungen

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1.Leicht
s³1−8s²326s¹?s⁰?

Ein geschlossener Regelkreis hat die charakteristische Gleichung s³ + 3s² − 8s + 26 = 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 + 3s² − 8s + 26
N =
2.Leicht
s³16s²a12s¹(6·a − 12)/as⁰12

Die charakteristische Gleichung eines geschlossenen Regelkreises lautet s³ + a·s² + 6s + 12 = 0. Bestimme den Wert a, ab dem das System stabil ist.

s³ + a·s² + 6s + 12 = 0
a =
3.Mittel
R(s)+K = 38,41s(s + 4)(s + 8)C(s)−

Der Regelkreis im Schaubild läuft mit K = 38,4 und L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8)). Um welchen Faktor m kann die Verstärkung erhöht werden, bevor der geschlossene Kreis instabil wird?

L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8))K = 38,4
m =
4.Mittel
R(s)+K1(s + 4)(s + 5)(s + 6)C(s)−

Ein Regelkreis mit Einheitsrückführung hat L(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 6)) mit K > 0. Bestimme die größte Verstärkung Kmax, für die der geschlossene Kreis stabil ist.

L(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 6))
Kmax =
5.Schwer
ReIm−0,5−1−1,5−2−2,5−3−3,5−4−4,5−50,5j0,5j1

Ein Regelkreis mit Einheitsrückführung hat L(s) = K(s + 4)/(s(s + 2)(s + 3)). Bestimme den Punkt σa, an dem die Asymptoten der Wurzelortskurve die reelle Achse schneiden.

L(s) = K(s + 4)/(s(s + 2)(s + 3))
σa =
6.Schwer
ReIm−1−2−3−4−5−6−71j1j2

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6)) verlässt die reelle Achse zwischen s = 0 und s = −4. Bestimme den Verzweigungspunkt sb.

L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6))
sb =

Lösungsschlüssel

  1. 1. N = 2
  2. 2. a = 2
  3. 3. m = 10
  4. 4. Kmax = 990
  5. 5. σa = −0,5
  6. 6. sb = −1,569

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