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 = 51s + 5C(s)−

Un controlador proporcional de ganancia K = 5 controla la planta G(s) = 1/(s + 5) en un lazo con realimentación unitaria. Halla el polo de lazo cerrado p.

G(s) = 1/(s + 5)K = 5
p =
2.Fácil
s⁴1620s³515s²??s¹?s⁰?

El polinomio característico de un sistema realimentado es Q(s) = s⁴ + 5s³ + 6s² + 15s + 20. Construye la tabla de Routh y halla cuántas raíces N de Q(s) están en el semiplano derecho.

Q(s) = s⁴ + 5s³ + 6s² + 15s + 20
N =
3.Media
R(s)+Ks + 11s(s + 3)(s + 4)C(s)−

Un lazo con realimentación unitaria tiene L(s) = K(s + 11)/(s(s + 3)(s + 4)), con K > 0. Halla la mayor ganancia Kmax para la que el lazo cerrado es estable.

L(s) = K(s + 11)/(s(s + 3)(s + 4))
Kmax =
4.Media
R(s)+K = 1921s(s + 6)(s + 10)C(s)−

El lazo del diagrama funciona con K = 192 y L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10)). ¿Por qué factor m se puede aumentar la ganancia antes de que el lazo cerrado se vuelva inestable?

L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10))K = 192
m =
5.Difícil
ReImζ = 0,3−5j5

Se muestra el lugar de las raíces de L(s) = K/(s(s + 5)). Halla la ganancia K para la que los polos de lazo cerrado tienen el coeficiente de amortiguamiento ζ = 0,3.

L(s) = K/(s(s + 5))ζ = 0,3
K =
6.Difícil
ReIm−2−4−6−8−10−12−14−162j2j4

El lugar de las raíces de L(s) = K(s + 14)/(s(s + 8)) sale del eje real entre s = 0 y s = −8, da la vuelta y vuelve a unirse al eje real a la izquierda del cero. Halla el punto de ruptura de salida sb.

L(s) = K(s + 14)/(s(s + 8))
sb =

Soluciones

  1. 1. p = −10
  2. 2. N = 2
  3. 3. Kmax = 21
  4. 4. m = 5
  5. 5. K = 69,44
  6. 6. sb = −4,835

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