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
s³1−4s²54s¹?s⁰?

Un sistema en lazo cerrado tiene la ecuación característica s³ + 5s² − 4s + 4 = 0. Usa el criterio de Routh–Hurwitz para hallar el número N de polos de lazo cerrado en el semiplano derecho del plano s.

Q(s) = s³ + 5s² − 4s + 4
N =
2.Fácil
s³18s²a24s¹(8·a − 24)/as⁰24

La ecuación característica de un lazo cerrado es s³ + a·s² + 8s + 24 = 0. Halla el valor a por encima del cual el sistema es estable.

s³ + a·s² + 8s + 24 = 0
a =
3.Media
R(s)+K1(s + 3)(s + 4)(s + 5)C(s)−

Un lazo con realimentación unitaria tiene L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 5)), con K > 0. Halla la mayor ganancia Kmax para la que el lazo cerrado es estable.

L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 5))
Kmax =
4.Media
R(s)+Ks + 4(s − 3)(s + 3)C(s)−

La planta G(s) = (s + 4)/((s − 3)(s + 3)) tiene un polo inestable en s = 3. 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 + 4)/((s − 3)(s + 3))
Kmin =
5.Difícil
ReIm−1−2−3−4−5−6−7−81j1j2sb​

Se muestra el lugar de las raíces de L(s) = K/((s + 3)(s + 7)). Halla la ganancia K en el punto de salida sb, donde los dos polos de lazo cerrado se encuentran en el eje real.

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

Para L(s) = K/((s + 5)(s² + 8s + 20)), 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 + 5)(s² + 8s + 20))
θd = °

Soluciones

  1. 1. N = 2
  2. 2. a = 3
  3. 3. Kmax = 504
  4. 4. Kmin = 2,25
  5. 5. K = 4
  6. 6. θd = 26,57 °

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