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 + 1C(s)−

Una ganancia proporcional K controla la planta G(s) = 10/(s + 1) en un lazo con realimentación unitaria. Halla la ganancia K que sitúa el polo de lazo cerrado en s = −16.

G(s) = 10/(s + 1)p = −16
K =
2.Fácil
R(s)+291s(s + 10)C(s)−

Un lazo con realimentación unitaria tiene la función de transferencia de lazo abierto L(s) = 29/(s(s + 10)). Los polos de lazo cerrado son complejos. Halla su parte imaginaria ωd.

L(s) = 29/(s(s + 10))
ωd = rad/s
3.Media
R(s)+Ks + 6s(s + 1)(s + 4)C(s)−

Un lazo con realimentación unitaria tiene L(s) = K(s + 6)/(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 + 6)/(s(s + 1)(s + 4))
Kmax =
4.Media
R(s)+K = 2801s(s + 4)(s + 10)C(s)−

El lazo del diagrama funciona con K = 280 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 = 280
m =
5.Difícil
ReIm−5j5

Se ha esbozado el lugar de las raíces de L(s) = K/((s + 3)(s + 5)(s + 6)). Halla la frecuencia ω a la que el lugar cruza el eje imaginario.

L(s) = K/((s + 3)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
6.Difícil
ReIm−2j2j4

Para L(s) = K/((s + 1)(s² + 4s + 20)), halla el ángulo de salida θd del lugar de las raíces desde el polo complejo del semiplano superior, medido desde el eje real positivo.

L(s) = K/((s + 1)(s² + 4s + 20))
θd = °

Soluciones

  1. 1. K = 1,5
  2. 2. ωd = 2 rad/s
  3. 3. Kmax = 20
  4. 4. m = 2
  5. 5. ω = 7,937 rad/s
  6. 6. θd = −14,04 °

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