Exercícios Resolvidos de Estabilidade e critério de Routh-Hurwitz

Ver Teoria

Enunciado

Determine a estabilidade da função de transferência em malha fechada:

T s = 10 s 5 + 2 s 4 + 4 s 3 + 6 s 2 + 5 s + 3

Passo 1

O primeiro passo será determinar a nossa equação característica, como a função de transferência dada já é a da malha, a equação característica é:

s 5 + 2 s 4 + 4 s 3 + 6 s 2 + 5 s + 3 = 0

Em seguida devemos utilizar o diagrama e Routh-Hurwitz para determinar a estabilidade do sistema:

Passo 2

Vamos então dispor os coeficientes da equação característica nas duas primeiras linhas do diagrama de Routh-Hurwitz:

Passo 3

Em seguida, calculamos os coeficientes da linha 3:

b 1 = a 4 a 3 - a 5 a 2 a 4 = 2 4 - 1 6 2 = 1

b 2 = a 4 a 1 - a 5 a 0 a 4 = 2 5 - 1 3 2 = 3,5

b 3 = 2 0 - ( 1 ) ( 0 ) 2 = 0

Substtituindo os valores encontrados no diagrama:

Passo 4

Seguindo os cálculos agora, vamos para a linha 4:

c 1 = b 1 a 2 - a 4 b 2 b 1 = 1 6 - 2 3,5 1 = - 1

c 2 = b 1 a 0 - a 4 b 3 b 1 = 1 3 - 2 0 1 = 3

Não precisamos calcular os próximos termos dessa linha, pois eles serão 0 .

Colocando no diagrama:

Passo 5

Calculando as últimas linhas agora:

d 1 = - 1 3,5 - 1 3 - 1 = 6,5

d 2 = 0

e 1 = 6,5 3 - - 1 0 6,5 = 3

e 2 = 0

f 1 = 0

No diagrama:

Sendo assim, o sistema é instável, pois apresenta duas mudanças de sinal na primeira coluna do diagrama, indicando a presença de duas raízes no semi-plano direito (parte real positiva).

Resposta

Sistema instável.