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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 d'Euclide et le théorème de Sturm pour évaluer les indices de Cauchy.
Le critère de Routh Voici le premier critère et le plus simple permettant d'analyser la stabilité des systèmes linéaire asservis. Soit le dénominateur de la fonction de transfert d'un système avec Le critère de Routh permet de déterminer si les racines de l'équation caractéristique du système sont à parties réelles positives ou non sans calculer explicitement ces racines Condition nécessaire: Une condition nécessaire de stabilité est que tous les coefficients de D(s) soient strictement de même signe. Condition nécessaire et suffisante: Si la condition nécessaire est vérifiée, if faut construire le tableau de Routh Ligne 1 an an-2 an-4 an-6 … Ligne2 an-1 an-3 an-5 an-7 Ligne 3 a31 a32 a33 a34 Ligne 4 a41 a42 a43 a44 Le tableau a au plus n+1 lignes ( n: ordre de D (s)) De nous pouvons énoncer le critère de Routh: Un système est asymptotiquement stable si et seulement si tous les coefficients de la première colonne du tableau de Routh sont tous de même signe.
Détermination de la stabilité à partir de la fonction de transfert d'un système continu: le critère algébrique de Routh Critère de Routh Soit la fonction de transfert sous sa forme polynomiale: Soit le polynôme caractéristique: On construit le tableau suivant: avec: Enoncé du critère de Routh: Le nombre de pôles à partie réelle positive est donné par le nombre de changements de signe des termes de la première colonne. Dans le cas où le tableau de Routh possède un élément nul dans la première colonne alors: si la ligne correspondante contient un ou plusieurs éléments non-nuls, A(p) possède au moins une racine à partie réelle strictement positive. si tous les éléments de la ligne sont nuls alors: A(p) a au moins une paire de racines imaginaires pures, ou A(p) possède une paire de racines réelles de signes opposés, ou A(p) possède quatre racines complexes conjuguées deux à deux et de parties réelles de signes opposés deux à deux. Remarque: Une condition nécessaire mais non suffisante est que tous les coefficients du polynôme caractéristique soient positifs.
b) pour k = 63. La dernière ligne non nulle est la ligne p2 d'où le polynôme auxillaire ⎡ k + 30⎤ ⎣ 17 - -------------- 8 ⎦ p 2 + k p 0_déterminé pour k = 63 Les racines du polynôme auxillaire sont données par: ⎡ 63 + 30⎤ ⎣ 17 - ----------------- 8 ⎦ p 2 + 63 = 0 5, 38 p2 + 63 = 0 p 2 63 = - ---------- = - 11, 7 5, 38 16 soit p = + j 3, 4 on a bien une solution de type imaginaire pur. Inconvénients du critère de ROUTH: - Il exige la connaissance algébrique de la transmittance - Les conditions algébriques peuvent être lourdes à utiliser - On sait si le système est stable ou instable, mais on n'a pas d'indication sur le degré de stabilité. V-4. Critère géométrique- Critère du revers. Considérons un système dont la trannsmittance en boucle ouverte ne possède pas de pôle à partie réelle positive. Enoncé du critère. Le système sera stable en boucle fermée si le lieu de NYQUIST de boucle ouverte parcouru selon les ω croissants laisse le point -1 à gauche. Le critère est applicable dans les plans de BODE (pas conseillé pour les débutants) ou de BLACK ( cas le plus courant).
Tous les éléments de n'importe quelle ligne du tableau Routh sont nuls. Voyons maintenant comment surmonter la difficulté dans ces deux cas, un par un. Le premier élément de n'importe quelle ligne du tableau Routh est zéro Si une ligne du tableau Routh ne contient que le premier élément comme zéro et qu'au moins un des éléments restants a une valeur différente de zéro, remplacez le premier élément par un petit entier positif, $ \ epsilon $. Et puis continuez le processus pour compléter la table Routh. Maintenant, trouvez le nombre de changements de signe dans la première colonne de la table Routh en remplaçant $ \ epsilon $ tend vers zéro. $$ s ^ 4 + 2s ^ 3 + s ^ 2 + 2s + 1 = 0 $$ Tous les coefficients du polynôme caractéristique, $ s ^ 4 + 2s ^ 3 + s ^ 2 + 2s + 1 $ sont positifs. Ainsi, le système de contrôle remplissait la condition nécessaire. 2 1 $ \ frac {(1 \ fois 1) - (1 \ fois 1)} {1} = 0 $ $ \ frac {(1 \ fois 1) - (0 \ fois 1)} {1} = 1 $ Les éléments de la ligne $ s ^ 3 $ ont 2 comme facteur commun.
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.