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
s³15s²530s¹?s⁰?

Un sistema en lazo cerrado tiene la ecuación característica s³ + 5s² + 5s + 30 = 0. Usa el criterio de Routh–Hurwitz para hallar el número N de polos de lazo cerrado en el semiplano derecho del plano s.

Q(s) = s³ + 5s² + 5s + 30
N =
2.Fácil
s³12s²a4s¹(2·a − 4)/as⁰4

La ecuación característica de un lazo cerrado es s³ + a·s² + 2s + 4 = 0. Halla el valor a por encima del cual el sistema es estable.

s³ + a·s² + 2s + 4 = 0
a =
3.Media
R(s)+K = 181s(s + 1)(s + 8)C(s)−

El lazo del diagrama funciona con K = 18 y L(s) = K/(s(s + 1)(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 + 1)(s + 8))K = 18
m =
4.Media
R(s)+Ks + 4(s − 3)(s + 3)C(s)−

La planta G(s) = (s + 4)/((s − 3)(s + 3)) 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 + 4)/((s − 3)(s + 3))
Kmin =
5.Difícil
ReImζ = 0,4−2−4j2j4

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 = 0,4.

L(s) = K/(s(s + 4))ζ = 0,4
K =
6.Difícil
ReIm−1−2−3−4−5−6−7−81j1j2

Para L(s) = K/((s + 7)(s² + 2s + 5)), 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 + 7)(s² + 2s + 5))
θd = °

Soluciones

  1. 1. N = 2
  2. 2. a = 2
  3. 3. m = 4
  4. 4. Kmin = 2,25
  5. 5. K = 25
  6. 6. θd = 71,57 °

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