- Trang Chủ
- Tự động hoá
- Bài giảng lý thuyết điều khiển tự động - Khảo sát tính ổn định của hệ thống part 2
Xem mẫu
- Tieâu chuaån oån ñònh ñaïi soá
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 11
- Tieâu chuaån oån ñònh ñaïi soá
Ñieàu kieän caàn
Ñieàu kieän caàn ñeå heä thoáng oån ñònh laø taát caû caùc heä soá cuûa phöông
trình ñaëc tröng phaûi khaùc 0 vaø cuøng daáu.
Thí duï: Heä thoáng coù phöông trình ñaëc tröng:
s 3 + 3s 2 − 2 s + 1 = 0 Khoâng oån ñònh
s 4 + 2 s 2 + 5s + 3 = 0 Khoâng oån ñònh
Chöa keát luaän ñöôïc
s 4 + 4 s 3 + 5s 2 + 2 s + 1 = 0
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 12
- Tieâu chuaån oån ñònh ñaïi soá: Tieâu chuaån Routh
Tieâ
Qui taéc thaønh laäp baûng Routh
Cho heä thoáng coù phöông trình ñaëc tröng:
a0 s n + a1s n−1 + K + an−1s + an = 0
Muoán xeùt tính oån ñònh cuûa heä thoáng theo tieâu chuaån Routh, tröôùc
tieân ta thaønh laäp baûng Routh theo qui taéc:
Baûng Routh coù n+1 haøng.
Haøng 1 cuûa baûng Routh goàm caùc heä soá coù chæ soá chaún.
Haøng 2 cuûa baûng Routh goàm caùc heä soá coù chæ soá leû.
Phaàn töû ôû haøng i coät j cuûa baûng Routh (i ≥ 3) ñöôïc tính theo
coâng thöùc:
cij = ci −2, j +1 − α i .ci −1, j +1
ci −2,1
αi =
vôùi
ci −1,1
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 13
- Tieâu chuaån oån ñònh ñaïi soá: Tieâu chuaån Routh
Daïng baûng Routh
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 14
- Tieâu chuaån oån ñònh ñaïi soá: Tieâu chuaån Routh
Tieâ
Phaùt bieåu tieâu chuaån
Ñieàu kieän caàn vaø ñuû ñeå heä thoáng oån ñònh laø taát caû caùc phaàn töû
naèm ôû coät 1 cuûa baûng Routh ñeàu döông. Soá laàn ñoåi daáu cuûa caùc
phaàn töû ôû coät 1 cuûa baûng Routh baèng soá nghieäm cuûa phöông trình
ñaëc tröng naèm beân phaûi maët phaúng phöùc.
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 15
- Tieâu chuaån oån ñònh ñaïi soá: Tieâu chuaån Routh
Thí duï 1
Thí
Xeùt tính oån ñònh cuûa heä thoáng coù phöông trình ñaëc tröng laø:
s 4 + 4 s 3 + 5s 2 + 2 s + 1 = 0
Giaûi: Baûng Routh
Keát luaän: Heä thoáng oån ñònh do taát caû caùc phaàn töû ôû coät 1 baûng
Routh ñeàu döông.
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 16
- Tieâu chuaån oån ñònh ñaïi soá: Tieâu chuaån Routh
Thí duï 2
Thí
Xeùt tính oån ñònh cuûa heä thoáng coù sô ñoà khoái:
50
G ( s) =
s ( s + 3)( s 2 + s + 5)
1
H (s) =
s+2
Giaûi: Phöông trình ñaëc tröng cuûa heä thoáng laø:
1 + G ( s ).H ( s ) = 0
50 1
1+ =0
⇔ .
s ( s + 3)( s + s + 5) ( s + 2)
2
s ( s + 3)( s 2 + s + 5)( s + 2) + 50 = 0
⇔
s 5 + 6 s 4 + 16 s 3 + 31s 2 + 30 s + 50 = 0
⇔
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 17
- Tieâu chuaån oån ñònh ñaïi soá: Tieâu chuaån Routh
Thí duï 2 (tt)
Baûng Routh
Keát luaän: Heä thoáng khoâng oån ñònh do taát caû caùc phaàn töû ôû coät 1
baûng Routh ñoåi daáu 2 laàn.
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 18
- Tieâu chuaån oån ñònh ñaïi soá: Tieâu chuaån Routh
Thí duï 3
Thí
Tìm ñieàu kieän cuûa K ñeå heä thoáng oån ñònh:
K
G ( s) =
s ( s 2 + s + 1)( s + 2)
Giaûi: Phöông trình ñaëc tröng cuûa heä thoáng laø:
1 + G(s) = 0
K
⇔ 1+ =0
2
s ( s + s + 1)( s + 2)
⇔ s 4 + 3s 3 + 3s 2 + 2 s + K = 0
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 19
- Tieâu chuaån oån ñònh ñaïi soá: Tieâu chuaån Routh
Thí duï 3 (tt)
Baûng Routh
Ñieàu kieän ñeå heä thoáng oån ñònh:
9
2 − K > 0 14
⇔ 0 0
26 September 2006 © H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM 20
nguon tai.lieu . vn