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*3.5.3 特殊情况
第一列为0,但该行其他元素不完全为0

此处我们讨论在劳斯表的任一行中,出现第一个元素为0,但是其余元素不完全为0的情况,我们通过下文举例讨论此种情况。

例27 第一列中存在0元素

系统特征方程为

a s )= s 4 + s 3 +5 s 2 +5 s +2

使用劳斯-赫尔维茨稳定性判据判断其是否稳定,若不稳定则求解其在右半平面上根的个数。其劳斯表如下

由于 s 2 行中的0元素,劳斯表无法列完。此种情况下代表系统并不稳定。计算右半平面的根的个数需用一个很小的正数 ϵ 代替 s 2 行中第一列的0元素,然后继续进行计算,完成劳斯表:

由于 ϵ 为极小正数,则5-2/ ϵ <0,劳斯表第一列元素符号改变两次,所以 a s )在右半平面存在两个实根。

例28 第一列中存在0元素

系统特征方程为

a s )= s 3 -3 s +2

因为 s 项的系数为负, s 2 项的系数为0,所以系统不稳定。使用劳斯-赫尔维茨稳定性判据求解右半平面上根的个数,排列劳斯表如下

由于 s 2 行中第一列元素为0,劳斯表无法列完。为了继续计算,则用一个很小的正数 ϵ 代替 s 2 行中第一列的0元素,然后继续进行计算,完成劳斯表:

由于 ϵ 为极小正数,则劳斯表第一列元素符号改变两次,所以 a s )在右半平面存在两个实根。事实上, a s )= s 3 -3 s +2=( s +2)( s -1) 2 ,与劳斯-赫尔维茨稳定性判据结果相同。

例29 劳斯-赫尔维茨稳定性判据

再次讨论系统特征方程为

a s )= s 3 -3 s +2

因为 s 项的系数为负, s 2 项的系数为0,所以系统不稳定。然后定义新的多项式:

易知由于 s 2 项和 s 项的系数为负,系统不稳定。同样, a s )在右半平面拥有相同的零点,排列劳斯表如下

劳斯表第一列元素符号改变两次,证明 a s )在右半平面存在两个根。 okGEdDU0cErp6AnPefF5Z0Urr2SsIgaNl+ItzkbapuVTp+bjkZrMXKL7E522GO8X

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