Polithi Gń Wyził Eltrothii i Autotyi Ktr Iżyirii Sytów Strowi Potwy Autotyi Stilość ytów trowi rozwiązi rówi hrtrytyzgo, rytri lgriz: Hurwitz i Routh Mtriły pooiz o ćwizń tri T Oprowi: Kziirz Duziiwiz, r h. iż. Mihł Grohowi, r iż. Rort Piotrowi, r iż. Toz Rutowi, r iż.
Wprowzi Stilość ułu jt jy z główyh pojęć toowyh przy lizi ziłi ułu yizgo. Zpwii tilgo ziłi jt potwowy wygi, ji twiy ułowi utotyzj rgulji. Potwową toą prwzi tilośi ytu trowi jt rozwiązi rówi hrtrytyzgo - orśli położi pirwitów rówi hrtrytyzgo (zyli iguów tritji). Główyi rytrii lgrizyi i tilośi ą: rytriu Hurwit z i rytriu Routh. Wzyti w powyżzyh to otyzą i tilośi ziętyh ułów trowi. W lzj zęśi triłu i w wzlih zih, jżli i ęzi to pryzyji wz lu i ęzi wyiło z htu ułu rgulji, przz uł rgulji ęziy rozuili zięty uł rgulji. Rozwiązi rówi hrtrytyzgo Uł opiy rówi różizowy -tgo rzęu oż prztwić w poti: y ( t) y( t) y( t) ( t) u( t) u( t) u... y( t) u... ( t) () gzi. Nih ęzi oprtor ti, ż:,,..., () Doowo, ih Y() orz U() ęą trforti pl' opowiio ygłu wyjśi y(t) orz ygłu wjśi u(t). Rówi () oż zpić w tępująj poti: ( ) Y( ) ( ) U( )...... () Zt, l ułu opigo rówi różizowy () oż wyzzyć tritję oprtorową: G ( ) Y U ( )... ( )... () Rówi, tór otrzyuj ię poprzz przyrówi wiloiu iowi tritji o zr to rówi hrtrytyz. Zt, rówi hrtrytyz ułu opigo przz () jt poti:
... () Stilość ułów z pojyzy wjśi i wyjśi orślo jt wytrzjąo poprzz pirwiti rówi hrtrytyzgo zyli iguy tritji. Uł iągły jt tily, gy wzyti pirwiti rówi hrtrytyzgo (iguy tritji) ułu ziętgo uzą ić uj zęśi rzzywit, zyli zjowć ię w lwj półpłzzyźi płzzyzy zij zpoloj. Uł iągły jt griy tilośi, gy o jij j pirwit rówi hrtrytyzgo (igu tritji) ułu ziętgo zrową zęść rzzywitą, zyli zjuj ię oi urojoj płzzyzy zij zpoloj. Uł iągły jt itily, gy o jij j pirwit rówi hrtrytyzgo (igu tritji) ułu ziętgo oią zęść rzzywitą, zyli zjuj ię w prwj półpłzzyźi płzzyzy zij zpoloj. Krytriu tilośi Hurwitz Rówi hrtrytyz oży zwz prztwić w poti wiloiu: M ( )... () Krytriu Hurwitz ówi: Uł utotyzj rgulji jt tily, wty i tylo wty, gy płio ą tępują w wrui: wru oizy: wzyti wpółzyii rówi hrtrytyzgo ą więz o zr: > i,,..., () i wru ottzy: wzyti powyzzii wyzzi Hurwitz ą więz o zr: i > i,,..., () Ay oż yło orzytć z tgo rytriu lży jzz wyjśić, o to jt wyzzi i powyzzii Hurwitz. Wyzzi i powyzzii Hurwitz ją tępująą potć:
- () gzi:,,,..., - opowiio powyzzi pirwzgo, rugigo, - rzęu orz wyzzi Hurwitz. Zi Korzytją z rytriu Hurwitz zć tilość ułu, tórgo rówi hrtrytyz jt poti: h ( w T ) A ( T ) UW () Rozwiązi Zi Ozzy l uprozzi zpiu: h UW zt () Zt rówi hrtrytyz jt poti: ( w T ) A ( T ) zt () Po przztłiu y: ( w T ) A ( T ) zt A ( T ) ( w T ) A ( T ) zt () Uł jt rówy zru, jżli lizi jt rówy zru - pozuiwi pirwitów rówi hrtrytyzgo jt rówowż pozuiwiu pirwitów rówi: Rozwijją to rówi otrzyy: ( T ) ( T ) A (9) w zt ( T ) ( T ) AT A T A () w zt zt w zt
W rówiu ty: AT, A, T zt, w zt () Z wruu oizgo wyi, ż powiy yć płio tępują irówośi: AT A >, T w >, zt zt >, > () Wrui t w poó turly ą płio. Z poti rówi hrtrytyzgo wić, ż uł jt rzęu trzigo. Npizy, zt wyzzi Hurwitz : () Z poti wyzzi i powyzziów wić, ż: wru >, prowzjąy ię o poti >, poryw ię z jy z wruów oizyh, jżli >, to l płii wruu, potrz, y. Wytrzy prwzić wru > : > > () > Potwiją prtry ułu otrzyy: A T zt AT w zt > () Biorą po uwgę, ż ży z wytępująyh w tj irówośi zyiów jt oi, oży pić: lu p.: T T w > () T > T w () W t poó otrzyliśy wrui gwrtują tilość ziłi ułu rgulji. Moż j forułowć w tępująy poó: wzyti wzoii w ułzi powiy yć oi orz powii yć płioy wru: T > T w ()
Krytriu tilośi Routh Krytriu tilośi Routh jt oyfiją rytriu Hurwitz poprzz wprowzi tliy Routh w ij wyzziów Hurwitz. Uł utotyzj rgulji jt tily, wty i tylo wty, gy płio ą tępują w wrui: wru oizy (logizy j w rytriu Hurwitz ): wzyti wpółzyii rówi hrtrytyzgo () itiją i ą więz o zr, wru ottzy: polg utworziu i ziu tliy Routh. Pirwzy tp w rytriu Routh jt uizzi wpółzyiów rówi hrtrytyzgo () w wóh wirzh. Pirwzy wirz ł ię z iprzytyh wpółzyiów, zś rugi wirz ł ię z przytyh wpółzyiów lizą o jwyżzj potęgi wiloiu hrtrytyzgo. Dl rówi hrtrytyzgo () pirwz w wirz tliy Routh ą poti: () Koljy tp jt wypłii tępyh wirzy tliy Routh, iowii: f (9) gzi:
............... f () Po oliziu wpółzyiów,..., f,... i zuowiu tliy Routh toujy wru wytrzjąy rytriu tilośi Routh : Uł utotyzj rgulji jt tily, gy wzyti wpółzyii lwj rjj oluy tliy Routh ą oi. Jżli uł utotyzj rgulji jt itily, to wpółzyii tj oluy ziiją z, liz zi ih zu rów jt lizi pirwitów lżąyh w prwj półpłzzyźi płzzyzy pirwitów. Czi olizi oljyh ltów tliy Routh oż yć utruio. Przypi tii ogą yć: Pirwzy lt w pwy wirzu tliy Routh jt zrowy, lz i wzyti wpółzyii ą rów zro. Jżli zro pojwi ię w pirwzy li wirz, to wzyti lty w tępy wirzu ą rów i iożliw jt lz wypłii tliy Routh. W tij ytuji ożyy rówi hrtrytyz przz lt ( ) α, gzi α liz rzzywit oi i ęą pirwiti rówi hrtrytyzgo. Wzyti lty pwgo wirz tliy Routh ą zrow. Sytuj t ozz j z tępująyh przypów: ). rówi przyjij ją prę pirwitów o prziwyh zh, ). rówi ją lu więj pr pirwitów przężoyh oi urojoj, ). rówi pry pirwitów tworząyh ytri woół pozątu ułu wpółrzęyh.
Powyżz ytuj rozwiązuj ię tworzą wiloi pooizy p ( ), tóry uuj ię z wpółzyiów wirz zjujągo ię powyżj wirz zrowgo w tliy Routh. Rozwiązują to rówi uzyuj ię rówiż pirwiti rówi orygilgo. Kroi potępowi ą tępują:. Utworzi wiloiu pooizgo p ( ) z wpółzyiów wirz zjujągo ię powyżj wirz zrowgo w tliy Routh. p( ). Wyzzi pohoj wiloiu pooizgo wzglę :. p( ). Ztąpii wirz zrowgo wpółzyii wiloiu. Kotyuj wypłii tliy Routh z wyorzyti owo utworzogo wirz.. Itrprtj w zwyły poó ziy zów wpółzyiów w pirwzj olui tliy Routh. Zi D jt tępują rówi hrtrytyz ułu rgulji: () Korzytją z rytriu Routh zj tilość tgo ułu. Rozwiązi Zi Wru oizy jt płioy, poiwż wzyti wpółzyii rówi hrtrytyzgo itiją i ą więz o zr: Nlży trz zuowć tlię Routh :,,,, () () Wypłiy olj lty tliy Routh olizją opowii wyzzii:, ()
9 Zt ł tli Routh jt poti:, () My wi ziy zów w lwj rjj olui, o ozz, ż rówi hrtrytyz w pirwiti w prwj półpłzzyźi, zt uł jt itily. Zi D jt tępują rówi hrtrytyz ułu rgulji: () Korzytją z rytriu Routh zj tilość tgo ułu. Rozwiązi Zi Tli Routh jt poti: () Tli Routh zwir w trzi wirzu w pirwzj olui wyrz zrowy. Jt to przyp zzgóly ztoowi rytriu tilośi Routh. Możyy rówi hrtrytyz przz lt ( ) α, gzi α liz rzzywit oi i ęą pirwiti rówi hrtrytyzgo. Nih α. Now rówi hrtrytyz jt poti: ( )( ) () Nlży trz zuowć ową tlię Routh : (9) Wypłiy olj lty tliy Routh olizją opowii wyzzii:
,,,,,,, () Zt ł tli Routh jt poti:,,, () My wi ziy zów w lwj rjj olui, o ozz, ż rówi hrtrytyz w pirwiti w prwj półpłzzyźi, zt uł jt itily. Zi D jt tępują rówi hrtrytyz ułu rgulji: () Korzytją z rytriu Routh, zj tilość tgo ułu. Rozwiązi Zi Tli Routh jt poti: () Tli Routh zwir zwrty wirz zrowy. Jt to przyp zzgóly ztoowi rytriu tilośi Routh. Tworzyy wiloi pooizy ( ) p, tórgo wpółzyii ą wpółzyii ottigo izrowgo wirz tliy Routh i ztępujy zrowy wirz wpółzyii pohoj tgo wiloiu wzglę.
Wiloi pooizy jt poti: p ( ) () Poho wiloiu pooizgo wzglę jt poti:. p Nlży trz zuowć ową tlię Routh : ( ) () () W przotti wirzu pojwiło ię zro, poiwż jt to wirz joltowy toujy poowi prourę prztwioą wzśij i wirz t ztępujy wpółzyii pohoj wyrżi go poprzzjągo:, zyli lizą. Ni y zi zu w lwj rjj olui, o ozz, ż rówi hrtrytyz i pirwitów w prwj półpłzzyźi, zt uł jt tily.