Fiche d’exercices de Stabilité : Routh–Hurwitz et lieu des racines avec corrigé

Fiche d’exercices de Stabilité : Routh–Hurwitz et lieu des racines gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

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1.Facile
s⁴1820s³415s²??s¹?s⁰?

Le polynôme caractéristique d’un système bouclé est Q(s) = s⁴ + 4s³ + 8s² + 15s + 20. Construisez le tableau de Routh et trouvez combien de racines N de Q(s) se trouvent dans le demi-plan droit.

Q(s) = s⁴ + 4s³ + 8s² + 15s + 20
N =
2.Facile
s³14s²a24s¹(4·a − 24)/as⁰24

L’équation caractéristique d’une boucle fermée est s³ + a·s² + 4s + 24 = 0. Trouvez la valeur a au-dessus de laquelle le système est stable.

s³ + a·s² + 4s + 24 = 0
a =
3.Moyen
R(s)+K = 9,61s(s + 2)(s + 6)C(s)−

La boucle du schéma fonctionne avec K = 9,6 et L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6)). De quel facteur m peut-on augmenter le gain avant que la boucle fermée ne devienne instable ?

L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6))K = 9,6
m =
4.Moyen
R(s)+K1s(s + 2)(s + 4)C(s)−

La boucle du schéma a pour fonction de transfert en boucle ouverte L(s) = K/(s(s + 2)(s + 4)). Trouvez le plus grand gain Kmax pour lequel la boucle fermée est stable.

L(s) = K/(s(s + 2)(s + 4))
Kmax =
5.Difficile
ReIm−2−4−6−8j2j4

Pour L(s) = K/((s + 7)(s² + 2s + 17)), trouvez l’angle de départ θd du lieu des racines depuis le pôle complexe du demi-plan supérieur, mesuré à partir de l’axe réel positif.

L(s) = K/((s + 7)(s² + 2s + 17))
θd = °
6.Difficile
ReIm−1−2−3−4−5−6−7−8−9−101j1j2

Le lieu des racines de L(s) = K(s + 8)/(s(s + 2)) quitte l’axe réel entre s = 0 et s = −2, fait une boucle et rejoint l’axe réel à gauche du zéro. Trouvez le point de séparation sb.

L(s) = K(s + 8)/(s(s + 2))
sb =

Corrigé

  1. 1. N = 2
  2. 2. a = 6
  3. 3. m = 10
  4. 4. Kmax = 48
  5. 5. θd = 56,31 °
  6. 6. sb = −1,072

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