Lista de exercícios de Estabilidade: Routh–Hurwitz e lugar das raízes com respostas

Lista de exercícios de Estabilidade: Routh–Hurwitz e lugar das raízes grátis para imprimir: 6 exercícios do nível fácil ao nível de prova, com gabarito. Imprima ou salve como PDF.

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Nome: ____________________   Data: ____________

1.Fácil
R(s)+401s(s + 4)C(s)−

Uma malha com realimentação unitária tem a função de transferência de malha aberta L(s) = 40/(s(s + 4)). Os polos de malha fechada são complexos. Encontre a parte imaginária ωd deles.

L(s) = 40/(s(s + 4))
ωd = rad/s
2.Fácil
R(s)+K5s + 1C(s)−

Um ganho proporcional K controla a planta G(s) = 5/(s + 1) em uma malha com realimentação unitária. Encontre o ganho K que coloca o polo de malha fechada em s = −11.

G(s) = 5/(s + 1)p = −11
K =
3.Média
R(s)+K = 3,751s(s + 2)(s + 3)C(s)−

A malha do diagrama funciona com K = 3,75 e L(s) = K/(s(s + 2)(s + 3)). Por qual fator m o ganho pode ser aumentado antes que a malha fechada se torne instável?

L(s) = K/(s(s + 2)(s + 3))K = 3,75
m =
4.Média
R(s)+K1s(s + 3)(s + 10)C(s)−

A malha do diagrama tem a função de transferência de malha aberta L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10)). O ganho é aumentado até a malha fechada ficar no limite da estabilidade. Encontre a frequência ω da oscilação sustentada.

L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10))
ω = rad/s
5.Difícil
ReIm−0,5−1−1,5−2−2,5−3−3,5−4−4,5−50,5j0,5j1

Para L(s) = K/((s + 1)(s² + 8s + 17)), encontre o ângulo de partida θd do lugar das raízes a partir do polo complexo no semiplano superior, medido a partir do eixo real positivo.

L(s) = K/((s + 1)(s² + 8s + 17))
θd = °
6.Difícil
ReIm−2−4−6−8−10j2sb​

O lugar das raízes de L(s) = K/((s + 1)(s + 9)) é mostrado. Encontre o ganho K no ponto de saída sb, onde os dois polos de malha fechada se encontram no eixo real.

L(s) = K/((s + 1)(s + 9))
K =

Gabarito

  1. 1. ωd = 6 rad/s
  2. 2. K = 2
  3. 3. m = 8
  4. 4. ω = 5,477 rad/s
  5. 5. θd = −71,57 °
  6. 6. K = 16

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