Arbeitsblatt Stabilität: Routh-Hurwitz und Wurzelortskurve mit Lösungen

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1.Leicht
s³14s²a10s¹(4·a − 10)/as⁰10

Die charakteristische Gleichung eines geschlossenen Regelkreises lautet s³ + a·s² + 4s + 10 = 0. Bestimme den Wert a, ab dem das System stabil ist.

s³ + a·s² + 4s + 10 = 0
a =
2.Leicht
s³15s²649s¹?s⁰?

Ein geschlossener Regelkreis hat die charakteristische Gleichung s³ + 6s² + 5s + 49 = 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 + 6s² + 5s + 49
N =
3.Mittel
R(s)+51s(s + 1)(s + 3)C(s)+

Der Regelkreis im Schaubild arbeitet mit Mitkopplung und hat L(s) = 5/(s(s + 1)(s + 3)). Wie viele Pole N des geschlossenen Kreises liegen in der rechten Halbebene?

L(s) = 5/(s(s + 1)(s + 3))
N =
4.Mittel
R(s)+K = 1,21s(s + 1)(s + 2)C(s)−

Der Regelkreis im Schaubild läuft mit K = 1,2 und L(s) = K/(s(s + 1)(s + 2)). Um welchen Faktor m kann die Verstärkung erhöht werden, bevor der geschlossene Kreis instabil wird?

L(s) = K/(s(s + 1)(s + 2))K = 1,2
m =
5.Schwer
ReIm−5j5

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 6)) ist skizziert. Bestimme die Frequenz ω, bei der die Ortskurve die imaginäre Achse schneidet.

L(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
6.Schwer
ReIm−5j5

Die Wurzelortskurve von L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 5)) ist skizziert. Bestimme die Frequenz ω, bei der die Ortskurve die imaginäre Achse schneidet.

L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 5))
ω = rad/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 2,5
  2. 2. N = 2
  3. 3. N = 1
  4. 4. m = 5
  5. 5. ω = 8,602 rad/s
  6. 6. ω = 6,164 rad/s

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