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
s³18s²a16s¹(8·a − 16)/as⁰16

La ecuación característica de un lazo cerrado es s³ + a·s² + 8s + 16 = 0. Halla el valor a por encima del cual el sistema es estable.

s³ + a·s² + 8s + 16 = 0
a =
2.Fácil
s³19s²525s¹?s⁰

Para el polinomio característico Q(s) = s³ + 5s² + 9s + 25, halla el elemento b1 de la primera columna en la fila s¹ de la tabla de Routh.

Q(s) = s³ + 5s² + 9s + 25
b1 =
3.Media
R(s)+K1(s + 4)(s + 5)(s + 6)C(s)−

Un lazo con realimentación unitaria tiene L(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 6)), con K > 0. Halla la mayor ganancia Kmax para la que el lazo cerrado es estable.

L(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 6))
Kmax =
4.Media
R(s)+K = 781s(s + 3)(s + 10)C(s)−

El lazo del diagrama funciona con K = 78 y L(s) = K/(s(s + 3)(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 + 3)(s + 10))K = 78
m =
5.Difícil
ReIm−1−2−3−4−5−6−71j1j2

El lugar de las raíces de L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6)) sale del eje real entre s = 0 y s = −4. Halla el punto de ruptura sb.

L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6))
sb =
6.Difícil
ReIm−2−4−6j2j4j6

Se ha esbozado el lugar de las raíces de L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 6)). Halla la frecuencia ω a la que el lugar cruza el eje imaginario.

L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 6))
ω = rad/s

Soluciones

  1. 1. a = 2
  2. 2. b1 = 4
  3. 3. Kmax = 990
  4. 4. m = 5
  5. 5. sb = −1,569
  6. 6. ω = 5,831 rad/s

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