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)+K10s + 2C(s)−

Una ganancia proporcional K controla la planta G(s) = 10/(s + 2) en un lazo con realimentación unitaria. Halla la ganancia K que sitúa el polo de lazo cerrado en s = −42.

G(s) = 10/(s + 2)p = −42
K =
2.Fácil
s³15s²a40s¹(5·a − 40)/as⁰40

La ecuación característica de un lazo cerrado es s³ + a·s² + 5s + 40 = 0. Halla el valor a por encima del cual el sistema es estable.

s³ + a·s² + 5s + 40 = 0
a =
3.Media
R(s)+Ks + 1(s − 3)(s + 1)C(s)−

La planta G(s) = (s + 1)/((s − 3)(s + 1)) 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 + 1)/((s − 3)(s + 1))
Kmin =
4.Media
R(s)+K1(s + 1)(s + 2)(s + 5)C(s)−

Un lazo con realimentación unitaria tiene L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 5)), con K > 0. Halla la mayor ganancia Kmax para la que el lazo cerrado es estable.

L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 5))
Kmax =
5.Difícil
ReIm−5j5

Se ha esbozado el lugar de las raíces de L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 5)). Halla la frecuencia ω a la que el lugar cruza el eje imaginario.

L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 5))
ω = rad/s
6.Difícil
ReImζ = 0,6−1−2−3−4−5j1j2j3

Se muestra el lugar de las raíces de L(s) = K/(s(s + 4)). Halla la ganancia K para la que los polos de lazo cerrado tienen el coeficiente de amortiguamiento ζ = 0,6.

L(s) = K/(s(s + 4))ζ = 0,6
K =

Soluciones

  1. 1. K = 4
  2. 2. a = 8
  3. 3. Kmin = 3
  4. 4. Kmax = 126
  5. 5. ω = 6,856 rad/s
  6. 6. K = 11,11

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