Le critère de Routh-Hurwitz permet de déterminer si les pôles d'une fonction de transfert sont tous à partie réelle sans les calculer. Considérons un systèmes dont la fonction de transfert s'écrit: ( 2. 14) avec. On construit alors un tableau de coefficients comportant lignes (voir tableau 2. 2). Les deux premières lignes sont constituées des coefficients du dénominateur; les autres lignes sont déterminées à partir des lignes précédentes de la manière suivante: ( 2. 15) par exemple, pour un système d'ordre, on obtient le tableau 2. 3 avec,,,,,,,,. Théorème 1 (Critère de Routh-Hurwitz) Le système est stable si et seulement si tous les coefficients de la première colonne du tableau de Routh-Hurwitz sont de même signe Exercice 3 (Critère de Routh-Hurwitz) Déterminez la stabilité de: ( 2. 16) ( 2. 17) Déterminez pour quelles valeurs de le système: ( 2. 18) est stable. Laroche 2008-09-29
Mais, il est difficile de trouver les racines de l'équation caractéristique à mesure que l'ordre augmente. Donc, pour surmonter ce problème, nous avons le Routh array method. Dans cette méthode, il n'est pas nécessaire de calculer les racines de l'équation caractéristique. Formulez d'abord la table Routh et recherchez le nombre de changements de signe dans la première colonne de la table Routh. Le nombre de changements de signe dans la première colonne du tableau de Routh donne le nombre de racines de l'équation caractéristique qui existent dans la moitié droite du plan «s» et le système de contrôle est instable. Suivez cette procédure pour former la table Routh. Remplissez les deux premières lignes du tableau Routh avec les coefficients du polynôme caractéristique comme indiqué dans le tableau ci-dessous. Commencez par le coefficient de $ s ^ n $ et continuez jusqu'au coefficient de $ s ^ 0 $. Remplissez les lignes restantes du tableau Routh avec les éléments comme indiqué dans le tableau ci-dessous.
Le tableau de Routh est une méthode tabulaire permettant d'établir la stabilité d'un système en utilisant uniquement les coefficients du polynôme caractéristique. Au cœur du domaine de la conception des systèmes de contrôle, le théorème de Routh – Hurwitz et le tableau de Routh émergent en utilisant l' algorithme euclidien et le théorème de Sturm dans l'évaluation des indices de Cauchy.
$ s ^ 5 $ 3 Les éléments de la ligne $ s ^ 4 $ ont le facteur commun de 3. Donc, tous ces éléments sont divisés par 3. Special case (ii) - Tous les éléments de la ligne $ s ^ 3 $ sont nuls. Alors, écrivez l'équation auxiliaire, A (s) de la ligne $ s ^ 4 $. $$ A (s) = s ^ 4 + s ^ 2 + 1 $$ Différenciez l'équation ci-dessus par rapport à l'art. $$ \ frac {\ text {d} A (s)} {\ text {d} s} = 4s ^ 3 + 2s $$ Placez ces coefficients dans la ligne $ s ^ 3 $. 4 $ \ frac {(2 \ fois 1) - (1 \ fois 1)} {2} = 0, 5 $ $ \ frac {(2 \ fois 1) - (0 \ fois 1)} {2} = 1 $ $ \ frac {(0, 5 \ fois 1) - (1 \ fois 2)} {0, 5} = \ frac {-1, 5} {0, 5} = - 3 $ Dans le critère de stabilité de Routh-Hurwitz, nous pouvons savoir si les pôles en boucle fermée sont dans la moitié gauche du plan «s» ou sur la moitié droite du plan «s» ou sur un axe imaginaire. Donc, nous ne pouvons pas trouver la nature du système de contrôle. Pour surmonter cette limitation, il existe une technique connue sous le nom de locus racine. Nous discuterons de cette technique dans les deux prochains chapitres.
A partir de la même procédure que précédemment nous obtenons: Ligne 5 6 K 4 Et le tableau du critère de Routh: Le système est stable si et. Autrement dit si
Les lignes suivantes sont remplies en suivant les lois de formation suivantes: bn-2 = -1 an an-2 an-1 an-1 an-3 bn-i = -1 an an-i an-1 an-1 an-i-1 c n-3 = -1 an-1 an-3 bn-2 bn-2 bn-4 c n-j = -1 an-1 an-j bn-2 bn-2 bn-j-1 Si nécessaire, une case vide est prise égale à zéro. Le calcul des lignes est poursuivi jusqu'à ce que la première colonne soit remplie. Enoncé du critère Le système est stable si et seulement si tous les termes de la première colonne sont strictement positifs. Propriétés de la méthode • Il y a autant de racines à partie réelle positive que de changements de signe dans la première colonne. L'apparition de lignes de zéros indique l'existence de racines imaginaires pures (par paires). Dans ce cas, correspondant à un système oscillant, on continue le tableau en remplaçant la ligne nulle par les coefficients obtenus en dérivant le polynôme reconstitué à partir de la ligne supérieure, les racines imaginaires pures étant les racines imaginaires de ce polynôme bicarré reconstitué.
On peut observer que la séquence ainsi construite satisfera aux conditions du théorème de Sturm, et donc un algorithme pour déterminer l'indice déclaré a été développé. C'est en appliquant le théorème de Sturm (28) à (29), grâce à l'utilisation de l'algorithme euclidien ci-dessus que la matrice de Routh est formée. On a et identifier les coefficients de ce reste par,,,, et ainsi de suite, rend notre reste formé Continuer avec l'algorithme euclidien sur ces nouveaux coefficients nous donne où l' on note à nouveau les coefficients du reste par,,,, faire notre reste formé et nous donner Les lignes du tableau Routh sont déterminées exactement par cet algorithme lorsqu'il est appliqué aux coefficients de (20). Une observation à noter est que dans le cas régulier les polynômes et ont comme plus grand facteur commun et donc il y aura des polynômes dans la chaîne. Notez maintenant que pour déterminer les signes des membres de la suite de polynômes qui à la puissance dominante de sera le premier terme de chacun de ces polynômes, et donc seulement ces coefficients correspondant aux puissances les plus élevées de in, et, qui sont,,,,... déterminer les signes,..., à.
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