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
s³35s²627s¹?s⁰

Para el polinomio característico Q(s) = 3s³ + 6s² + 5s + 27, halla el elemento b1 de la primera columna en la fila s¹ de la tabla de Routh.

Q(s) = 3s³ + 6s² + 5s + 27
b1 =
2.Fácil
R(s)+251s(s + 8)C(s)−

Un lazo con realimentación unitaria tiene la función de transferencia de lazo abierto L(s) = 25/(s(s + 8)). Los polos de lazo cerrado son complejos. Halla su parte imaginaria ωd.

L(s) = 25/(s(s + 8))
ωd = rad/s
3.Media
R(s)+K = 241s(s + 4)(s + 6)C(s)−

El lazo del diagrama funciona con K = 24 y L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6)). ¿Por qué factor m se puede aumentar la ganancia antes de que el lazo cerrado se vuelva inestable?

L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6))K = 24
m =
4.Media
R(s)+K1s(s + 4)(s + 8)C(s)−

El lazo del diagrama tiene la función de transferencia de lazo abierto L(s) = K/(s(s + 4)(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 + 4)(s + 8))
ω = rad/s
5.Difícil
ReIm−1−2−3−4−5−6j1−1,5

Para el lazo L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5)), halla la ganancia K que sitúa un polo de lazo cerrado en s = −1,5.

L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5))s = −1,5
K =
6.Difícil
ReIm−2−4j2j4

Se ha esbozado el lugar de las raíces de L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 4)). Halla la frecuencia ω a la que el lugar cruza el eje imaginario.

L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 4))
ω = rad/s

Soluciones

  1. 1. b1 = −8,5
  2. 2. ωd = 3 rad/s
  3. 3. m = 10
  4. 4. ω = 5,657 rad/s
  5. 5. K = 2,625
  6. 6. ω = 3,742 rad/s

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