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
s⁴1616s³12s²??s¹?s⁰?

O polinômio característico de um sistema com realimentação é Q(s) = s⁴ + s³ + 6s² + 2s + 16. Monte a tabela de Routh e encontre quantas raízes N de Q(s) estão no semiplano direito.

Q(s) = s⁴ + s³ + 6s² + 2s + 16
N =
2.Fácil
R(s)+K2s + 4C(s)−

Um ganho proporcional K controla a planta G(s) = 2/(s + 4) em uma malha com realimentação unitária. Encontre o ganho K que coloca o polo de malha fechada em s = −10.

G(s) = 2/(s + 4)p = −10
K =
3.Média
R(s)+K1s(s + 3)(s + 5)C(s)−

A malha do diagrama tem a função de transferência de malha aberta L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5)). Encontre o maior ganho Kmax para o qual a malha fechada é estável.

L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))
Kmax =
4.Média
R(s)+K1s(s + 6)(s + 8)C(s)−

A malha do diagrama tem a função de transferência de malha aberta L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8)). 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 + 6)(s + 8))
ω = rad/s
5.Difícil
ReIm−2−4−6−8−10j2

O lugar das raízes de L(s) = K(s + 9)/(s(s + 8)) sai do eixo real entre s = 0 e s = −8, faz uma volta e retorna ao eixo real à esquerda do zero. Encontre o ponto de saída sb.

L(s) = K(s + 9)/(s(s + 8))
sb =
6.Difícil
ReImζ = 0,707−0,5−1−1,5−2−2,50,5j0,5j1

O lugar das raízes de L(s) = K/(s(s + 2)) é mostrado. Encontre o ganho K para o qual os polos de malha fechada têm coeficiente de amortecimento ζ = 0,707.

L(s) = K/(s(s + 2))ζ = 0,707
K =

Gabarito

  1. 1. N = 2
  2. 2. K = 3
  3. 3. Kmax = 120
  4. 4. ω = 6,928 rad/s
  5. 5. sb = −6
  6. 6. K = 2,001

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