Arbeitsblatt Stabilität: Routh-Hurwitz und Wurzelortskurve mit Lösungen

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1.Leicht
R(s)+K = 22s + 1C(s)−

Ein Proportionalregler mit der Verstärkung K = 2 regelt die Strecke G(s) = 2/(s + 1) in einem Regelkreis mit Einheitsrückführung. Bestimme den Pol p des geschlossenen Kreises.

G(s) = 2/(s + 1)K = 2
p =
2.Leicht
s³13s²415s¹?s⁰?

Ein geschlossener Regelkreis hat die charakteristische Gleichung s³ + 4s² + 3s + 15 = 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 + 4s² + 3s + 15
N =
3.Mittel
R(s)+K1s(s + 3)(s + 4)C(s)−

Der Regelkreis im Schaubild hat die Übertragungsfunktion des offenen Kreises L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4)). Bestimme die größte Verstärkung Kmax, für die der geschlossene Kreis stabil ist.

L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4))
Kmax =
4.Mittel
R(s)+2401s(s + 3)(s + 5)C(s)−

Der Regelkreis im Schaubild arbeitet mit Gegenkopplung und hat L(s) = 240/(s(s + 3)(s + 5)). Wie viele Pole N des geschlossenen Kreises liegen in der rechten Halbebene?

L(s) = 240/(s(s + 3)(s + 5))
N =
5.Schwer
ReIm−1−2−3−4−5−6−7−8−9−101j1j2sb​

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/((s + 4)(s + 8)) 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 + 8))
K =
6.Schwer
ReIm−2−4−6−8−10−12j2

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10)) verlässt die reelle Achse zwischen s = 0 und s = −8. Bestimme den Verzweigungspunkt sb.

L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))
sb =

Lösungsschlüssel

  1. 1. p = −5
  2. 2. N = 2
  3. 3. Kmax = 84
  4. 4. N = 2
  5. 5. K = 4
  6. 6. sb = −2,945

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