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 = 110s + 10C(s)−

Un controlador proporcional de ganancia K = 1 controla la planta G(s) = 10/(s + 10) en un lazo con realimentación unitaria. Halla el polo de lazo cerrado p.

G(s) = 10/(s + 10)K = 1
p =
2.Fácil
s³12s²a16s¹(2·a − 16)/as⁰16

La ecuación característica de un lazo cerrado es s³ + a·s² + 2s + 16 = 0. Halla el valor a por encima del cual el sistema es estable.

s³ + a·s² + 2s + 16 = 0
a =
3.Media
R(s)+K1s(s + 1)(s + 8)C(s)−

El lazo del diagrama tiene la función de transferencia de lazo abierto L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8)). 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 + 8))
ω = rad/s
4.Media
R(s)+K = 101s(s + 1)(s + 4)C(s)−

El lazo del diagrama funciona con K = 10 y L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4)). ¿Por qué factor m se puede aumentar la ganancia antes de que el lazo cerrado se vuelva inestable?

L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4))K = 10
m =
5.Difícil
ReIm−5j5

Se ha esbozado el lugar de las raíces de L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6)). Halla la frecuencia ω a la que el lugar cruza el eje imaginario.

L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6))
ω = rad/s
6.Difícil
ReIm−2−4−6−8−10−12j2sb​

Se muestra el lugar de las raíces de L(s) = K/((s + 2)(s + 10)). 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 + 2)(s + 10))
K =

Soluciones

  1. 1. p = −20
  2. 2. a = 8
  3. 3. ω = 2,828 rad/s
  4. 4. m = 2
  5. 5. ω = 6,633 rad/s
  6. 6. K = 16

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