Werkblad Stabiliteit: Routh–Hurwitz en wortelbaan met antwoorden

Gratis printbaar werkblad Stabiliteit: Routh–Hurwitz en wortelbaan: 6 opgaven van makkelijk tot tentamenniveau, met antwoordenblad. Print het of sla het op als pdf.

Nieuw werkbladOnline oefenen met hints

Voor docenten: gratis te printen, kopiëren en in de les te gebruiken. Elk nieuw werkblad heeft nieuwe waarden en een eigen antwoordblad. Een link naar ExamProblems op je cursuspagina wordt gewaardeerd.

Naam: ____________________   Datum: ____________

1.Makkelijk
s⁴1117s³213s²??s¹?s⁰?

Het karakteristieke polynoom van een teruggekoppeld systeem is Q(s) = s⁴ + 2s³ + s² + 13s + 17. Maak de Routh-tabel en bepaal hoeveel wortels N van Q(s) in het rechterhalfvlak liggen.

Q(s) = s⁴ + 2s³ + s² + 13s + 17
N =
2.Makkelijk
s³13s²a18s¹(3·a − 18)/as⁰18

De karakteristieke vergelijking van een gesloten lus is s³ + a·s² + 3s + 18 = 0. Bepaal de waarde van a waarboven het systeem stabiel is.

s³ + a·s² + 3s + 18 = 0
a =
3.Gemiddeld
R(s)+Ks + 10(s − 3)(s + 5)C(s)−

Het proces G(s) = (s + 10)/((s − 3)(s + 5)) heeft een instabiele pool bij s = 3. Een proportionele versterking K sluit een lus met eenheidsterugkoppeling om het proces. Bepaal de kleinste versterking Kmin die de gesloten lus stabiel maakt.

G(s) = (s + 10)/((s − 3)(s + 5))
Kmin =
4.Gemiddeld
R(s)+K1(s + 1)(s + 4)(s + 5)C(s)−

Een lus met eenheidsterugkoppeling heeft L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 5)), met K > 0. Bepaal de grootste versterking Kmax waarvoor de gesloten lus stabiel is.

L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 5))
Kmax =
5.Moeilijk
ReIm−1−2−3−4−5−6−7−8−9−101j1j2

De wortelbaan van L(s) = K(s + 8)/(s(s + 4)) verlaat de reële as tussen s = 0 en s = −4, maakt een cirkel en bereikt de reële as weer links van de zero. Bepaal het vertrekpunt sb.

L(s) = K(s + 8)/(s(s + 4))
sb =
6.Moeilijk
ReIm−2−4j2j4

De wortelbaan van L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 4)) is geschetst. Bepaal de frequentie ω waarbij de wortelbaan de imaginaire as snijdt.

L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 4))
ω = rad/s

Antwoordenblad

  1. 1. N = 2
  2. 2. a = 6
  3. 3. Kmin = 1,5
  4. 4. Kmax = 270
  5. 5. sb = −2,343
  6. 6. ω = 5,099 rad/s

Volledige stapsgewijze oplossingen: oefen dit onderwerp op examproblems.com.