Routh Hurwitz稳定标准

阅读理论后网络综合,我们可以轻松地说,系统的任何杆位于S平面原点的右侧,它使系统不稳定。在这种情况下,A. Hurwitz和E.J.Routh开始调查制度的必要和充分稳定条件。我们将讨论系统稳定性的两个标准。A. Hurwitz给出了第一标准,这个标准也被称为Hurwitz稳定性标准要么Routh Hurwitz(R-H)稳定标准

Hurwitz标准

在特征方程的帮助下,我们将制作一些赫尔维茨决定因素,以便找出系统的稳定性。我们将系统的特性方程定义为

现在n有n个决定因素TH.订单特征方程。

让我们看看我们如何从特征方程的系数中写出决定簇。k的步骤步骤TH.订单特征方程如下写入:
决定因素:该决定因素的价值由| A1|哪里A.1是s的系数N-1在特征方程。
决定因素二:这个决定因素的价值由

这里每行中的元素数等于确定性号码,我们在这里具有决定因素是两个。第一行由前两个奇数系数和第二行组成,第二行由前两个偶数系数组成。
决定因素三:这个决定因素的价值由

这里每行中的元素数量等于确定性数字,我们在这里具有三分之三。第一行由前三个奇数系数组成,第二行由前三个偶数系数和第三行由第一元素组成为零,其两个元素的其余部分作为前两个奇数系数。
决定因素四:该决定因素的价值由,

这里每行中的元素数等于确定性号码,我们在这里具有决定因素是四个。第一行由前三个四个系数组成,第二行由前四个偶数系数组成,第三行由第一元素组成为零,其剩余的三个元素作为前三个奇数系数,第四行由第一元素组成零和三个元素作为前三个偶数系数。

按照相同的程序,我们可以概括决定因素。决定簇的一般形式如下:

现在为了检查上述系统的稳定性,计算每个决定簇的值。如果每个决定因素的值大于零,则系统将是稳定的,即,即每个决定因素的值应该是正的。在所有其他情况下,系统都不会稳定。

Routh稳定标准

该标准也称为修改了系统稳定性的修改了urwitz标准。我们将在两部分中研究这一标准。第一部分将涵盖系统稳定性的必要条件,第二部分将涵盖系统稳定性的充分条件。让我们再次考虑系统的特征方程

1)第一部分(系统稳定性的必要条件):在此,我们有两个条件,如下所示:

  1. 特征方程的所有系数应该是积极的和真实的。
  2. 特征方程的所有系数应该是非零。

2)第两部分(系统稳定性的充分条件):让我们首先构建Routh阵列。要构建Routh数组,请执行以下步骤:

  • 第一行将包括特征方程的所有偶数条款。将它们从第一(甚至是术语)排列到最后(甚至是术语)。第一行写下面:a0.一种2一种4.一种6.............
  • 第二行将包括特征方程的所有奇数项。将它们从第一(奇数)排列到持续的(奇数项)。第一行写下面:a1一种3.一种5.一种7...........
  • 第三行的元素可以计算为:
    (1)第一元素:乘以A.0.利用下一列的对角线相反的元件(即a3.)然后从A的产品中减去它1A.2(其中A.2是下一列的对角线相对的元素),然后最后将结果除以a1。在数学上,我们写为第一个元素


(2)第二个元素:乘以A.0.与下一列旁边的对角线相反的元件(即a5.)然后从A的产品中减去它1A.4.(在哪里,一个4.是对角线相对的元素在下一个列旁边),然后最后将结果除以a1。在数学上,我们写作第二个元素

同样,我们可以计算第三行的所有元素。
(d)可以使用以下过程计算第四行的元素:
(1)第一元素:乘以B.1利用下一列的对角线相反的元件(即a3.)然后从A的产品中减去它1和B.2(哪里,b2是下一列的对角线相对的元件),然后最后将结果除以b如此1。在数学上,我们写为第一个元素

(2)第二个元素:乘以B.1与下一列旁边的对角线相反的元件(即a5.)然后从A的产品中减去它1和B.3.(哪里,b3.是对角线相对的元素在下一个列旁边),然后最后将结果除以a1。在数学上,我们写作第二个元素

同样,我们可以计算第四行的所有元素。
同样,我们可以计算所有行的所有元素。
稳定标准如果第一列的所有元素为正为正,则系统将是稳定的。但是,如果他们中的任何人都是负数,系统将是不稳定的。
现在有一些与Routh稳定标准相关的特殊情况,如下所述:

(1)案例一:如果阵列的任何行中的第一项为零,而行的其余部分具有至少一个非零项。
在这种情况下,我们将假设一个非常小的值(ε),其趋于零代替零。通过用(ε)替换零,我们将计算Routh数组的所有元素。在计算所有元素之后,我们将在包含(ε)的每个元素处应用限制。在解决每个元素的限制如果我们将获得积极限制值,那么我们将说给定的系统在所有其他条件下都稳定,我们会说给定的系统不稳定。

(2)案件第二:当任何行的任何行routh阵列的元素为零时。在这种情况下,我们可以说该系统具有边际稳定性的症状。让我们首先了解拥有任何行的所有元素零的物理含义。物理含义在于,S平面中的特征方程的对称位置。现在为了找出这种情况下的稳定性,我们将首先找出辅助方程。可以通过在Routh阵列中使用零的行上方的行的元件来形成辅助方程。在找到辅助方程之后,我们将区分辅助方程以获得零行的元素。如果通过使用辅助方程形成的新Routh阵列没有符号变化,那么在此中,我们说给定的系统稳定有限。在所有其他案例中,我们会说给定的系统不稳定。

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