Arbeitsblatt Stabilität: Routh-Hurwitz und Wurzelortskurve mit Lösungen

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1.Leicht
R(s)+291s(s + 4)C(s)−

Ein Regelkreis mit Einheitsrückführung hat die Übertragungsfunktion des offenen Kreises L(s) = 29/(s(s + 4)). Die Pole des geschlossenen Kreises sind komplex. Bestimme ihren Imaginärteil ωd.

L(s) = 29/(s(s + 4))
ωd = rad/s
2.Leicht
s⁴19−16s³26s²??s¹?s⁰?

Das charakteristische Polynom eines Regelkreises ist Q(s) = s⁴ + 2s³ + 9s² + 6s − 16. Stelle das Routh-Schema auf und bestimme, wie viele Wurzeln N von Q(s) in der rechten Halbebene liegen.

Q(s) = s⁴ + 2s³ + 9s² + 6s − 16
N =
3.Mittel
R(s)+K = 701s(s + 4)(s + 10)C(s)−

Der Regelkreis im Schaubild läuft mit K = 70 und L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)). Um welchen Faktor m kann die Verstärkung erhöht werden, bevor der geschlossene Kreis instabil wird?

L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))K = 70
m =
4.Mittel
R(s)+401s(s + 1)(s + 4)C(s)−

Der Regelkreis im Schaubild arbeitet mit Gegenkopplung und hat L(s) = 40/(s(s + 1)(s + 4)). Wie viele Pole N des geschlossenen Kreises liegen in der rechten Halbebene?

L(s) = 40/(s(s + 1)(s + 4))
N =
5.Schwer
ReIm−2−4−6−8−10−12−14−162j2j4sb​

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/((s + 6)(s + 14)) 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 + 6)(s + 14))
K =
6.Schwer
ReIm−1−2−3−4−5−6−71j1j2

Die Wurzelortskurve von L(s) = K(s + 6)/(s(s + 2)) verlässt die reelle Achse zwischen s = 0 und s = −2, läuft im Bogen herum und trifft links von der Nullstelle wieder auf die reelle Achse. Bestimme den Verzweigungspunkt sb.

L(s) = K(s + 6)/(s(s + 2))
sb =

Lösungsschlüssel

  1. 1. ωd = 5 rad/s
  2. 2. N = 1
  3. 3. m = 8
  4. 4. N = 2
  5. 5. K = 16
  6. 6. sb = −1,101

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