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)+291s(s + 4)C(s)−

Un lazo con realimentación unitaria tiene la función de transferencia de lazo abierto L(s) = 29/(s(s + 4)). Los polos de lazo cerrado son complejos. Halla su parte imaginaria ωd.

L(s) = 29/(s(s + 4))
ωd = rad/s
2.Fácil
R(s)+K = 21s + 10C(s)−

Un controlador proporcional de ganancia K = 2 controla la planta G(s) = 1/(s + 10) en un lazo con realimentación unitaria. Halla el polo de lazo cerrado p.

G(s) = 1/(s + 10)K = 2
p =
3.Media
R(s)+K = 331s(s + 3)(s + 8)C(s)−

El lazo del diagrama funciona con K = 33 y L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8)). ¿Por qué factor m se puede aumentar la ganancia antes de que el lazo cerrado se vuelva inestable?

L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8))K = 33
m =
4.Media
R(s)+Ks + 8s(s + 1)(s + 4)C(s)−

Un lazo con realimentación unitaria tiene L(s) = K(s + 8)/(s(s + 1)(s + 4)), con K > 0. Halla la mayor ganancia Kmax para la que el lazo cerrado es estable.

L(s) = K(s + 8)/(s(s + 1)(s + 4))
Kmax =
5.Difícil
ReIm−2−4−6−8−10−12−14−162j2j4

El lugar de las raíces de L(s) = K(s + 14)/(s(s + 7)) sale del eje real entre s = 0 y s = −7, da la vuelta y vuelve a unirse al eje real a la izquierda del cero. Halla el punto de ruptura de salida sb.

L(s) = K(s + 14)/(s(s + 7))
sb =
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. ωd = 5 rad/s
  2. 2. p = −12
  3. 3. m = 8
  4. 4. Kmax = 6,667
  5. 5. sb = −4,101
  6. 6. K = 11,11

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