Modélisation et Commande des Systèmes Linéaires Numériques (MCAS21)
Chapitre 1. Numérisation des Régulateurs Analogiques
Chapitre 2. Analyse des systèmes numériques
2.1. Introduction
2.2. Structure et problèmes à résoudre
2.3. Bases théoriques
2.4. Structure et analyse d'une boucle
2.5. Stabilité
2.5.1. Définition et marge de stabilité
2.5.2. Transformation bilinéaire
2.6. Précision
Chapitre 3. Synthèse des systèmes linéaires numériques
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2.5.1. Définition et marge de stabilité


Stabilités absolue et relative

La définition de la stabilité est la même que celle utilisée pour les systèmes continus : un système est stable si écarté de sa position d’équilibre, il revient à cette position en régime permanent.
Une conclusion dans le domaine continu, nous a conduit à dire qu’un système est stable si tous ses pôles sont à partie réelle strictement négative d’où la région stable qui correspond au demi-plan complexe de gauche strictement.
Soit un pôle dans le domaine continu, le changement de variable pour les systèmes échantillonnés est  d’où . La condition à respecter ne porte que sur le module : .

Conclusion : un système échantillonné est stable si tous ses pôles sont strictement à l’intérieur du cercle unité du plan complexe (,), c’est le domaine de stabilité absolue pour un système échantillonné.

Pour définir un domaine de stabilité relative, nous imposons une certaine qualité d’amortissement :
  • pôles réels continus: forme canonique
d’où la transformation de la droite du plan complexe en p en un cercle de rayon du plan complexe en z ().
  • pôles complexes : forme canonique  les pôles se situent alors sur des droites passant par l’origine et faisant un angle   avec l’axe des imaginaires
 avec

d’où la transformation des deux demi-droites en deux demi-spirales (cardioïde) du plan complexe z définies à partir de ()


Domaines de stabilité : passage des plans complexes p en z

Nous pouvons après ce parallélisme développer ou adapter les méthodes présentées pour le continu à des équivalents dans le domaine échantillonné : lieux des racines ou d’Evans (test module des racines inférieur à l’unité), critère algébrique adaptation du critère de Routh en imposant les conditions qui conduisent à des racines de l’équation caractéristique en z à un module inférieur à l’unité (critère de Jury).

Ces critères existent et conduisent à des calculs un peu plus délicats vu le test sur le module. Nous présentons le changement de variable qui permet de se ramener aux critères algébrique (Routh) et géométrique (Nyquist simplifié ou du revers) du domaine continu. L’intérêt de ce changement de variable n’est pas limité à l’analyse mais aussi à la synthèse des systèmes échantillonnés afin d’appliquer les méthodes utilisées pour les systèmes continus.

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