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
s³14s²a8s¹(4·a − 8)/as⁰8

A equação característica de uma malha fechada é s³ + a·s² + 4s + 8 = 0. Encontre o valor a acima do qual o sistema é estável.

s³ + a·s² + 4s + 8 = 0
a =
2.Fácil
R(s)+K = 31s + 10C(s)−

Um controlador proporcional com ganho K = 3 controla a planta G(s) = 1/(s + 10) em uma malha com realimentação unitária. Encontre o polo de malha fechada p.

G(s) = 1/(s + 10)K = 3
p =
3.Média
R(s)+Ks + 10(s − 4)(s + 1)C(s)−

A planta G(s) = (s + 10)/((s − 4)(s + 1)) tem um polo instável em s = 4. Um ganho proporcional K fecha uma malha com realimentação unitária em torno dela. Encontre o menor ganho Kmin que torna a malha fechada estável.

G(s) = (s + 10)/((s − 4)(s + 1))
Kmin =
4.Média
R(s)+K1s(s + 8)(s + 10)C(s)−

A malha do diagrama tem a função de transferência de malha aberta L(s) = K/(s(s + 8)(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 + 8)(s + 10))
ω = rad/s
5.Difícil
ReIm−1−2−3−4−5−6−7−8−9−101j1j2

Para L(s) = K/((s + 8)(s² + 4s + 5)), 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 + 8)(s² + 4s + 5))
θd = °
6.Difícil
ReIm−1−2−3−4−5−6j1

O lugar das raízes de L(s) = K(s + 5)/(s(s + 1)) sai do eixo real entre s = 0 e s = −1, faz uma volta e retorna ao eixo real à esquerda do zero. Encontre o ponto de saída sb.

L(s) = K(s + 5)/(s(s + 1))
sb =

Gabarito

  1. 1. a = 2
  2. 2. p = −13
  3. 3. Kmin = 3
  4. 4. ω = 8,944 rad/s
  5. 5. θd = 80,54 °
  6. 6. sb = −0,5279

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