Критерий Раусса имеет ту же область применения, что и критерий Гурвица. Изменена только сама математическая процедура проведения вычислений.
Пусть имеется линейная система, характеристическое уравнение которой имеет вид:
anpn + an-1pn-1 +…+ a0 = 0. (5.7)
Построим из коэффициентов этого уравнения таблицу Раусса (см. табл. 5.1). Первые две строки таблицы формируются из коэффициентов характеристического уравнения. При заполнении следующих строк необходимо вычислить вспомогательные коэффициенты li. Если в процессе вычислений встретится несуществующий индекс коэффициента характеристического уравнения, берется число 0. Всего таблица должна содержать n+1 строку.
Таблица 5.1
Пример таблицы Раусса
С11=an |
С12=an-2 |
С13=an-4 |
С14=an-6 |
… |
|
С21=an-1 |
С22=an-3 |
С23=an-5 |
C24=an-7 |
… |
|
l1=С11/С21 |
С31=С12—С22l1 |
С32=С13—С23l1 |
С32=С14—С24l1 |
… |
… |
l2=С21/С31 |
С41=С22—С32l2 |
С42=С23—С33l2 |
… |
… |
… |
l3=С31/С41 |
С51=С32—С42l3 |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
ln-1=… |
… |
Формулировка критерия Раусса:
Для устойчивости линейной системы необходимо и достаточно, чтобы все элементы первого столбца таблицы Раусса были положительны.
Здесь под первым столбцом понимается столбец, содержащий значения Сi1.
Если все элементы первого столбца таблицы Раусса положительны, а один из них равен нулю, то наша система нейтральна. Количество же перемен знака в первом столбце таблицы Раусса равно количеству корней характеристического уравнения, лежащих в правой части комплексной плоскости.
Пример 5.2.
Определим с помощью критерия Раусса устойчивость системы, рассмотренной в примере 5.1. Характеристическое уравнение этой системы имеет вид:
Зададим следующие значения параметров системы: k=10, T1=0.5, T2=1. В этом случае наше уравнение принимает вид:
Поскольку наша система имеет третий порядок, то таблица Раусса должна содержать 4 строки. Результаты вычислений сведены в табл. 5.2.
Таблица 5.2
Таблица Раусса для примера 5.2.
С11=a3=0,5 |
С12=a1=1 |
|
С21=a2=1,5 |
С22=a0=10 |
|
С41=0 |
||
Поскольку в первом столбце таблицы Раусса присутствует отрицательное значение (С31=
-2,33), то система должна быть признана неустойчивой. Количество перемен знака в первом столбце равно двум, следовательно, два корня характеристического уравнения принадлежат правой части комплексной плоскости.