劳斯判据(劳茨判据),又称为代数稳定判据。劳斯于1877年提出的
稳定性判据能够判定一个
多项式方程中是否存在位于
复平面右半部的正根,而不必求解方程。由此劳斯获得了亚当奖。劳斯判据,这是一种代数判据方法。它是根据系统特征
方程式来判断特征根在S平面的位置,从而决定系统的稳定性.由于不必求解方程,为系统的稳定性的判断带来了极大的便利。
假若劳斯阵列表中第一列系数均为
正数,则该系统是稳定的,即
特征方程所有的根均位于根平面的左
半平面。假若第一列系数有负数,则第一列系数符号的改变次数等于在右半平面上根的个数。
在
根轨迹分析法中会遇到求根轨迹与
虚轴交点的问题,即求闭环特征方程的虚根的问题。可以借助列写劳斯表来解决。具体方法为:当劳斯表s1行系数等于0时,闭环特征方程出现
共轭虚根。令s1行系数等于0,则得根轨迹增益,再根据s2行的系数写出辅助方程(形式为as2+b=0)求得共轭虚根。
写出
线性系统的特征方程,式中的系数为实数。设,即排除存在零根的情况。
特征方程中所有系数都不等于0且符号相同,这是系统稳定的
必要条件。因为任意个只包含正系数的一次和二次因子的乘积,必然也是一个具有正系数的
多项式,所以,特征方程缺项或具有负的系数项,系统便是不稳定的。
劳斯表的前两行由
特征方程的系数组成:第一行由第1,3,5,…项系数组成,第二行由第2,4,6,…项系数组成。以下各行系数由如下公式计算:
特征方程中,
实部为正数的根的个数等于劳斯表的第一列
元素符号改变的次数。因此,系统稳定的
充要条件是:特征方程的全部系数都是正数,并且劳斯表的第一列元素都是正数。