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)+K1s + 2C(s)−

Una ganancia proporcional K controla la planta G(s) = 1/(s + 2) en un lazo con realimentación unitaria. Halla la ganancia K que sitúa el polo de lazo cerrado en s = −5.

G(s) = 1/(s + 2)p = −5
K =
2.Fácil
s³14s²226s¹?s⁰

Para el polinomio característico Q(s) = s³ + 2s² + 4s + 26, halla el elemento b1 de la primera columna en la fila s¹ de la tabla de Routh.

Q(s) = s³ + 2s² + 4s + 26
b1 =
3.Media
R(s)+Ks + 5(s − 1)(s + 3)C(s)−

La planta G(s) = (s + 5)/((s − 1)(s + 3)) tiene un polo inestable en s = 1. Una ganancia proporcional K cierra un lazo con realimentación unitaria a su alrededor. Halla la menor ganancia Kmin que hace estable el lazo cerrado.

G(s) = (s + 5)/((s − 1)(s + 3))
Kmin =
4.Media
R(s)+K1s(s + 1)(s + 3)C(s)−

El lazo del diagrama tiene la función de transferencia de lazo abierto L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3)). 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 + 1)(s + 3))
ω = rad/s
5.Difícil
ReIm−2−4j2

Para L(s) = K/((s + 4)(s² + 6s + 18)), halla el ángulo de salida θd del lugar de las raíces desde el polo complejo del semiplano superior, medido desde el eje real positivo.

L(s) = K/((s + 4)(s² + 6s + 18))
θd = °
6.Difícil
ReIm−1−2−3−4−5−6−7−8−9−101j1j2

El lugar de las raíces de L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8)) sale del eje real entre s = 0 y s = −5. Halla el punto de ruptura sb.

L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8))
sb =

Soluciones

  1. 1. K = 3
  2. 2. b1 = −9
  3. 3. Kmin = 0,6
  4. 4. ω = 1,732 rad/s
  5. 5. θd = 18,43 °
  6. 6. sb = −2

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