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
s³210s²24s¹?s⁰

Para el polinomio característico Q(s) = 2s³ + 2s² + 10s + 4, halla el elemento b1 de la primera columna en la fila s¹ de la tabla de Routh.

Q(s) = 2s³ + 2s² + 10s + 4
b1 =
2.Fácil
R(s)+K2s + 1C(s)−

Una ganancia proporcional K controla la planta G(s) = 2/(s + 1) en un lazo con realimentación unitaria. Halla la ganancia K que sitúa el polo de lazo cerrado en s = −2.

G(s) = 2/(s + 1)p = −2
K =
3.Media
R(s)+Ks + 7s(s + 2)(s + 3)C(s)−

Un lazo con realimentación unitaria tiene L(s) = K(s + 7)/(s(s + 2)(s + 3)), con K > 0. Halla la mayor ganancia Kmax para la que el lazo cerrado es estable.

L(s) = K(s + 7)/(s(s + 2)(s + 3))
Kmax =
4.Media
R(s)+K = 1401s(s + 4)(s + 10)C(s)−

El lazo del diagrama funciona con K = 140 y L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)). ¿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 + 10))K = 140
m =
5.Difícil
ReImζ = 0,4−1−2j1j2

Se muestra el lugar de las raíces de L(s) = K/(s(s + 2)). 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 + 2))ζ = 0,4
K =
6.Difícil
ReIm−2−4−6j2j4

Se ha esbozado el lugar de las raíces de L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 6)). Halla la frecuencia ω a la que el lugar cruza el eje imaginario.

L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 6))
ω = rad/s

Soluciones

  1. 1. b1 = 6
  2. 2. K = 0,5
  3. 3. Kmax = 15
  4. 4. m = 4
  5. 5. K = 6,25
  6. 6. ω = 4,472 rad/s

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