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)+K1s + 4C(s)−

Una ganancia proporcional K controla la planta G(s) = 1/(s + 4) en un lazo con realimentación unitaria. Halla la ganancia K que sitúa el polo de lazo cerrado en s = −5,5.

G(s) = 1/(s + 4)p = −5,5
K =
2.Fácil
s³14s²125s¹?s⁰?

Un sistema en lazo cerrado tiene la ecuación característica s³ + s² + 4s + 25 = 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 + s² + 4s + 25
N =
3.Media
R(s)+K1s(s + 5)(s + 6)C(s)−

El lazo del diagrama tiene la función de transferencia de lazo abierto L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6)). Halla la mayor ganancia Kmax para la que el lazo cerrado es estable.

L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6))
Kmax =
4.Media
R(s)+K1s(s + 1)(s + 2)C(s)−

El lazo del diagrama tiene la función de transferencia de lazo abierto L(s) = K/(s(s + 1)(s + 2)). 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 + 1)(s + 2))
ω = rad/s
5.Difícil
ReIm−2−4−6−8−10−12j2

Un lazo con realimentación unitaria tiene L(s) = K(s + 10)/((s + 2)(s + 6)(s + 4)). Halla el punto σa donde las asíntotas del lugar de las raíces cortan el eje real.

L(s) = K(s + 10)/((s + 2)(s + 6)(s + 4))
σa =
6.Difícil
ReIm−5j5

Se ha esbozado el lugar de las raíces de L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 5)). Halla la frecuencia ω a la que el lugar cruza el eje imaginario.

L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 5))
ω = rad/s

Soluciones

  1. 1. K = 1,5
  2. 2. N = 2
  3. 3. Kmax = 330
  4. 4. ω = 1,414 rad/s
  5. 5. σa = −1
  6. 6. ω = 6,164 rad/s

Soluciones completas paso a paso: practica este tema en examproblems.com.