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
s³16s²327s¹?s⁰?

Un sistema en lazo cerrado tiene la ecuación característica s³ + 3s² + 6s + 27 = 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 + 3s² + 6s + 27
N =
2.Fácil
R(s)+K = 11s + 5C(s)−

Un controlador proporcional de ganancia K = 1 controla la planta G(s) = 1/(s + 5) en un lazo con realimentación unitaria. Halla el polo de lazo cerrado p.

G(s) = 1/(s + 5)K = 1
p =
3.Media
R(s)+K1s(s + 5)(s + 10)C(s)−

El lazo del diagrama tiene la función de transferencia de lazo abierto L(s) = K/(s(s + 5)(s + 10)). 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 + 5)(s + 10))
ω = rad/s
4.Media
R(s)+Ks + 7s(s + 1)(s + 3)C(s)−

Un lazo con realimentación unitaria tiene L(s) = K(s + 7)/(s(s + 1)(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 + 1)(s + 3))
Kmax =
5.Difícil
ReIm−2−4−6−8−10−12−14j2j4sb​

Se muestra el lugar de las raíces de L(s) = K/((s + 4)(s + 12)). Halla la ganancia K en el punto de salida sb, donde los dos polos de lazo cerrado se encuentran en el eje real.

L(s) = K/((s + 4)(s + 12))
K =
6.Difícil
ReImζ = 0,5−2−4−6j2j4

Se muestra el lugar de las raíces de L(s) = K/(s(s + 5)). Halla la ganancia K para la que los polos de lazo cerrado tienen el coeficiente de amortiguamiento ζ = 0,5.

L(s) = K/(s(s + 5))ζ = 0,5
K =

Soluciones

  1. 1. N = 2
  2. 2. p = −6
  3. 3. ω = 7,071 rad/s
  4. 4. Kmax = 4
  5. 5. K = 16
  6. 6. K = 25

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