Hoja de ejercicios de Estabilidad: Routh–Hurwitz y lugar de las raíces con soluciones

Hoja de ejercicios de Estabilidad: Routh–Hurwitz y lugar de las raíces gratis e imprimible: 6 problemas desde nivel fácil hasta nivel de examen, con soluciones. Imprímela o guárdala como PDF.

Para docentes: pueden imprimirla, copiarla y usarla en clase gratis. Cada hoja nueva tiene valores nuevos y su propia clave de respuestas. Agradecemos un enlace a ExamProblems en la página de tu curso.

Nombre: ____________________   Fecha: ____________

1.Fácil
R(s)+K = 1010s + 5C(s)−

Un controlador proporcional de ganancia K = 10 controla la planta G(s) = 10/(s + 5) en un lazo con realimentación unitaria. Halla el polo de lazo cerrado p.

G(s) = 10/(s + 5)K = 10
p =
2.Fácil
s³28s²129s¹?s⁰

Para el polinomio característico Q(s) = 2s³ + s² + 8s + 29, halla el elemento b1 de la primera columna en la fila s¹ de la tabla de Routh.

Q(s) = 2s³ + s² + 8s + 29
b1 =
3.Media
R(s)+K1s(s + 8)(s + 10)C(s)−

El lazo del diagrama tiene la función de transferencia de lazo abierto L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10)). Se aumenta la ganancia hasta que el lazo cerrado está en el límite de la estabilidad. Halla la frecuencia ω de la oscilación sostenida.

L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))
ω = rad/s
4.Media
R(s)+K = 1321s(s + 3)(s + 8)C(s)−

El lazo del diagrama funciona con K = 132 y L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8)). ¿Por qué factor m se puede aumentar la ganancia antes de que el lazo cerrado se vuelva inestable?

L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8))K = 132
m =
5.Difícil
ReIm−1−2−3−4−5−6−7−8−9−101j1j2−2

Para el lazo L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8)), halla la ganancia K que sitúa un polo de lazo cerrado en s = −2.

L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8))s = −2
K =
6.Difícil
ReIm−1−2−3−4−5−6−71j1j2

El lugar de las raíces de L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6)) sale del eje real entre s = 0 y s = −5. Halla el punto de ruptura sb.

L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6))
sb =

Soluciones

  1. 1. p = −105
  2. 2. b1 = −50
  3. 3. ω = 8,944 rad/s
  4. 4. m = 2
  5. 5. K = 12
  6. 6. sb = −1,811

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