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
s³18s²544s¹?s⁰?

Un sistema en lazo cerrado tiene la ecuación característica s³ + 5s² + 8s + 44 = 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 + 8s + 44
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)+K1s(s + 3)(s + 6)C(s)−

El lazo del diagrama tiene la función de transferencia de lazo abierto L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6)). 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 + 3)(s + 6))
ω = rad/s
4.Media
R(s)+K1s(s + 2)(s + 10)C(s)−

El lazo del diagrama tiene la función de transferencia de lazo abierto L(s) = K/(s(s + 2)(s + 10)). Halla la mayor ganancia Kmax para la que el lazo cerrado es estable.

L(s) = K/(s(s + 2)(s + 10))
Kmax =
5.Difícil
ReIm−0,5−1−1,5−2−2,5−3−3,5−4−4,5−50,5j0,5j1

El lugar de las raíces de L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4)) sale del eje real entre s = 0 y s = −3. Halla el punto de ruptura sb.

L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4))
sb =
6.Difícil
ReImζ = 0,4−5j5

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 = 0,4.

L(s) = K/(s(s + 5))ζ = 0,4
K =

Soluciones

  1. 1. N = 2
  2. 2. a = 3
  3. 3. ω = 4,243 rad/s
  4. 4. Kmax = 240
  5. 5. sb = −1,131
  6. 6. K = 39,06

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