Routh–Hurwitz kararlılık kriteri hesaplayıcı

Değerlerinizi girin. Cevap ve tam ayrıntılı çözüm siz yazdıkça güncellenir.

Sonuç

Kararlılıkkararsız
Sağ yarı düzlemdeki kökler2
Sanal eksen üzerindeki kökler0
Sol yarı düzlemdeki kökler2
İlk sütundaki işaret değişimleri2
sütun 1sütun 2sütun 3
s⁴135
s³240
s²150
s¹−600
s⁰500

Doğrusal bir sistemin kararlılığını karakteristik polinomundan denetleyin. Hesaplayıcı Routh dizisini kesin kesirlerle kurar, ilk sütundaki sıfırı (ε yöntemi) ve sıfırlardan oluşan satırı (yardımcı polinom) ele alır, işaret değişimlerini sayar ve sağ yarı düzlemde, sanal eksen üzerinde ve sol yarı düzlemdeki kök sayısını verir.

Adım adım çözüm

Karakteristik polinom

s⁴ + 2s³ + 3s² + 4s + 5 = 0
Tüm katsayılar mevcut ve aynı işaretli: kararlılık için gerekli ama yeterli olmayan bir koşul.

İlk iki satır

s4: 1, 3, 5
s3: 2, 4, 0

Sonraki satırlar

Her yeni eleman: (b₁·a_(j+1) − a₁·b_(j+1))/b₁; burada a iki üstteki satır, b hemen üstteki satırdır.
s2: 1, 5, 0
s1: −6, 0, 0
s0: 5, 0, 0

İlk sütundaki işaret değişimlerini sayın

ilk sütun: 1, 2, 1, −6, 5
işaretler: + + + − +
2 işaret değişimi → 2 kök sağ yarı düzlemde

Temel formüller

Kararlılık
karakteristik polinomun tüm kökleri sol yarı düzlemde
Routh dizisi, üçüncü dereceden bir polinomun s¹ elemanı
b1 = (a2a1 − a3a0)/a2
Sağ yarı düzlem kökleri
ilk sütundaki işaret değişimi sayısı
Üçüncü dereceden s³ + a₂s² + a₁s + a₀
tüm a > 0 ve a₂·a₁ > a₀ olduğunda kararlı
Karakteristik denklem
1 + K·G(s) = 0

Routh–Hurwitz kriteri nasıl kullanılır

  1. Karakteristik polinomu s’nin tüm kuvvetleriyle, en yüksekten başlayarak yazın. Bir katsayı eksikse ya da işaretler farklıysa sistem kararlı olamaz.
  2. İlk satırı 1., 3., 5., … katsayılarla, ikinci satırı 2., 4., 6., … katsayılarla doldurun.
  3. Sonraki her eleman, üstündeki iki satır kullanılarak (b₁·a_(j+1) − a₁·b_(j+1))/b₁ olur.
  4. Bir ilk eleman sıfır ama satır sıfır değilse yerine küçük bir ε > 0 koyun. Bütün satır sıfırsa yerine, üstteki satırdan oluşturulan yardımcı polinomun türevini koyun.
  5. İlk sütundaki işaret değişimi sayısı, sağ yarı düzlemdeki kök sayısına eşittir.

Sorular ve cevaplar

Sıfırlardan oluşan bir satır ne anlama gelir?

Polinomun orijine göre simetrik kökleri vardır: ±a, ±jω çiftleri veya dörtlüler. Üstteki satırdan gelen yardımcı polinom tam olarak bu kökleri içerir ve sanal eksendeki kökleri sistemi olsa olsa sınırda kararlı yapar.

ε yöntemi her zaman güvenilir midir?

Kökler sanal eksen üzerindeyse değildir. Bu yüzden hesaplayıcı ayrıca tüm simetrik kökleri içeren P(s) ve P(−s) ortak çarpanını ayırır ve onun sanal eksen köklerini kesin olarak sayar. Bu sayıyı değiştirirse adımlar bunu belirtir.

Kararlılık için K aralığını nasıl bulurum?

K kazancını katsayılara koyun, diziyi sembolik olarak kurun ve ilk sütunun her elemanının pozitif olmasını isteyin. Bu hesaplayıcı sayılarla çalışır; bu yüzden bulduğunuz sınırın iki yanında bir K değerini denetlemek için kullanabilirsiniz.

Kararlı bir Routh dizisi iyi bir tasarım demek midir?

Yalnızca tüm kutupların sol yarı düzlemde olduğunu söyler. Tepkinin ne kadar hızlı ve ne kadar iyi sönümlü olduğu kutupların yerine bağlıdır; bunun için kök yer eğrisini veya Bode diyagramını kullanın.

Kendiniz deneyin

Kararlılık: Routh–Hurwitz ve kök yer eğrisi çalışın

Hesaplayıcı cevabı verir. Sınavda ise yönteme ihtiyacınız var: yeni sorular, ipuçları ve ayrıntılı çözümlerle onu çalışın.

</> Yerleştir

Öğretmenler ve okullar için ücretsiz: bu kodu ders sayfanıza, LMS'inize veya web sitenize yapıştırın. Öğrenciler hesap makinesini ve adım adım çözümünü hesap olmadan kullanabilir.

Diğer hesaplayıcılar