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 où Continuer avec l'algorithme d'Euclide sur ces nouveaux coefficients nous donne où on note à nouveau les coefficients du reste par,,,, faire notre reste formé et nous donne Les lignes du tableau de Routh sont déterminées exactement par cet algorithme lorsqu'il est appliqué aux coefficients de (20). Une observation digne de mention est que dans le cas régulier les polynômes et ont comme plus grand facteur commun et ainsi il y aura polynômes dans la chaîne. Notez maintenant que pour déterminer les signes des membres de la suite de polynômes qu'à le pouvoir dominant de sera le premier terme de chacun de ces polynômes, et donc seuls ces coefficients correspondant aux plus hautes puissances de dans, et, qui sont,,,,... déterminer les signes de,,..., à.
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Le polynôme du troisième ordre a toutes les racines dans le demi-plan gauche ouvert si et seulement si, sont positifs et
En général, le critère de stabilité de Routh indique qu'un polynôme a toutes les racines dans le demi-plan gauche ouvert si et seulement si tous les éléments de la première colonne du tableau de Routh ont le même signe. Exemple d'ordre supérieur
Une méthode tabulaire peut être utilisée pour déterminer la stabilité lorsque les racines d'un polynôme caractéristique d'ordre supérieur sont difficiles à obtenir. Pour un polynôme au n ème degré
le tableau comporte n + 1 lignes et la structure suivante:
où les éléments et peuvent être calculés comme suit:
Une fois terminé, le nombre de changements de signe dans la première colonne sera le nombre de racines non négatives. 0, 75
1, 5
0
-3
6
3
Dans la première colonne, il y a deux changements de signe (0, 75 → −3 et −3 → 3), il y a donc deux racines non négatives où le système est instable. L'équation caractéristique d'un système d'asservissement est donnée par:
=
pour la stabilité, tous les éléments de la première colonne du tableau Routh doivent être positifs.
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Nous obtenons donc c'est, est le nombre de changements de signe dans la séquence,,,... qui est le nombre de changements de signe dans la séquence,,,,... et; qui est le nombre de changements de signe dans la séquence,,,... qui est le nombre de changements de signe dans la séquence,,,,... Depuis notre chaîne,,,,... aura des membres, il est clair que depuis l' intérieur si allant à un changement de signe n'a pas eu lieu, dans
allant à un a, et de même pour toutes les transitions (il n'y aura pas d'égal à égal à zéro) nous donnant les changements de signe totaux. Comme et, et à partir de (18), nous avons cela et avons dérivé le théorème de Routh -
Le nombre de racines d'un polynôme réel qui se trouvent dans le demi-plan droit est égal au nombre de changements de signe dans la première colonne du schéma de Routh. Et pour le cas stable où alors par lequel on a le fameux critère de Routh:
Pour que toutes les racines du polynôme aient des parties réelles négatives, il est nécessaire et suffisant que tous les éléments de la première colonne du schéma de Routh soient différents de zéro et du même signe.
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L'importance du critère est que les racines p de l'équation caractéristique d'un système linéaire à parties réelles négatives représentent des solutions e pt du système qui sont stables ( bornées). Ainsi, le critère permet de déterminer si les équations de mouvement d'un système linéaire n'ont que des solutions stables, sans résoudre directement le système. Pour les systèmes discrets, le test de stabilité correspondant peut être géré par le critère de Schur – Cohn, le test Jury et le test Bistritz. Avec l'avènement des ordinateurs, le critère est devenu moins largement utilisé, car une alternative est de résoudre le polynôme numériquement, en obtenant directement des approximations aux racines. Le test de Routh peut être dérivé en utilisant l' algorithme euclidien et le théorème de Sturm dans l'évaluation des indices de Cauchy. Hurwitz a dérivé ses conditions différemment. Utilisation de l'algorithme d'Euclid
Le critère est lié au théorème de Routh – Hurwitz. D'après l'énoncé de ce théorème, nous avons où:
est le nombre de racines du polynôme à partie réelle négative;
est le nombre de racines du polynôme à partie réelle positive (selon le théorème, est supposé n'avoir aucune racine située sur la ligne imaginaire);
w ( x) est le nombre de variations de la chaîne de Sturm généralisée obtenue à partir de et (par divisions euclidiennes successives) où pour un réel y.
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Considérons l'équation caractéristique de l'ordre 'n' est -
$$ a_0s ^ n + a_1s ^ {n-1} + a_2s ^ {n-2} +... + a_ {n-1} s ^ 1 + a_ns ^ 0 = 0 $$
Notez qu'il ne devrait pas y avoir de terme manquant dans le n th ordre équation caractéristique. Cela signifie que le n th L'équation de caractéristique d'ordre ne doit avoir aucun coefficient de valeur nulle. Condition suffisante pour la stabilité Routh-Hurwitz
La condition suffisante est que tous les éléments de la première colonne du tableau Routh doivent avoir le même signe. Cela signifie que tous les éléments de la première colonne du tableau Routh doivent être positifs ou négatifs. Méthode Routh Array
Si toutes les racines de l'équation caractéristique existent dans la moitié gauche du plan «s», alors le système de contrôle est stable. Si au moins une racine de l'équation caractéristique existe dans la moitié droite du plan «s», alors le système de contrôle est instable. Il faut donc trouver les racines de l'équation caractéristique pour savoir si le système de contrôle est stable ou instable.
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.
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