[要文献特定詳細情報   
  ラウス・フルヴィッツの安定判別法 (-あんていはんべつほう、Routh–Hurwitz stability criterion)は、連続時間の制御系が安定か不安定かを調べるための判別法の1つである。離散系におけるジュリーの安定判別法と対応する。 
 
  
   
1874年 にラウス は、次の特性方程式 
 
  
   
    
        
         
          
           
           
            a
             
            
            
             0
              
             
            
           
           
            s
             
            
            
             n
              
             
            
          
           +
            
           
           
            a
             
            
            
             1
              
             
            
           
           
            s
             
            
            
             n
              
            
             −
              
            
             1
              
             
            
          
           +
            
           
           
            a
             
            
            
             2
              
             
            
           
           
            s
             
            
            
             n
              
            
             −
              
            
             2
              
             
            
          
           +
            
          
           ⋯
            
          
           +
            
           
           
            a
             
            
            
             n
              
            
             −
              
            
             1
              
             
            
          
           s
            
          
           +
            
           
           
            a
             
            
            
             n
              
             
            
          
           =
            
          
           0
            
           
          
        
         {\displaystyle a_{0}s^{n}+a_{1}s^{n-1}+a_{2}s^{n-2}+\cdots +a_{n-1}s+a_{n}=0}
          
         
         
    
  の係数 
       
        
         
          
          
           a
            
           
           
            0
             
            
           
         
          ,
           
         
           
           
          
          
           a
            
           
           
            1
             
            
           
         
          ,
           
         
           
           
          
          
           a
            
           
           
            2
             
            
           
         
          ,
           
         
           
           
         
          ⋯
           
         
          ,
           
         
           
           
          
          
           a
            
           
           
            n
             
            
           
          
         
       
        {\displaystyle a_{0},~a_{1},~a_{2},~\cdots ,~a_{n}}
         
        
       
 
  
   
    
        
         
          
           
            
             
              
               
               
                s
                 
                
                
                 n
                  
                 
                
               
              
               
               
                a
                 
                
                
                 0
                  
                 
                
               
              
               
               
                a
                 
                
                
                 2
                  
                 
                
               
              
               
               
                a
                 
                
                
                 4
                  
                 
                
               
              
               
               
                a
                 
                
                
                 6
                  
                 
                
               
              
              
               ⋯
                
               
              
             
              
               
               
                s
                 
                
                
                 n
                  
                
                 −
                  
                
                 1
                  
                 
                
               
              
               
               
                a
                 
                
                
                 1
                  
                 
                
               
              
               
               
                a
                 
                
                
                 3
                  
                 
                
               
              
               
               
                a
                 
                
                
                 5
                  
                 
                
               
              
               
               
                a
                 
                
                
                 7
                  
                 
                
               
              
              
               ⋯
                
               
              
             
              
               
               
                s
                 
                
                
                 n
                  
                
                 −
                  
                
                 2
                  
                 
                
               
              
               
                
                 
                  
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     1
                      
                     
                    
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     2
                      
                     
                    
                  
                   −
                    
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     0
                      
                     
                    
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     3
                      
                     
                    
                   
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    1
                     
                    
                   
                  
                 
               
                =
                 
                
                
                 b
                  
                 
                 
                  1
                   
                  
                 
                
               
              
               
                
                 
                  
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     1
                      
                     
                    
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     4
                      
                     
                    
                  
                   −
                    
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     0
                      
                     
                    
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     5
                      
                     
                    
                   
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    1
                     
                    
                   
                  
                 
               
                =
                 
                
                
                 b
                  
                 
                 
                  2
                   
                  
                 
                
               
              
               
                
                 
                  
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     1
                      
                     
                    
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     6
                      
                     
                    
                  
                   −
                    
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     0
                      
                     
                    
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     7
                      
                     
                    
                   
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    1
                     
                    
                   
                  
                 
               
                =
                 
                
                
                 b
                  
                 
                 
                  3
                   
                  
                 
                
               
              
              
               ⋯
                
               
              
              
               ⋯
                
               
              
             
              
               
               
                s
                 
                
                
                 n
                  
                
                 −
                  
                
                 3
                  
                 
                
               
              
               
                
                 
                  
                   
                   
                    b
                     
                    
                    
                     1
                      
                     
                    
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     3
                      
                     
                    
                  
                   −
                    
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     1
                      
                     
                    
                   
                   
                    b
                     
                    
                    
                     2
                      
                     
                    
                   
                  
                  
                   b
                    
                   
                   
                    1
                     
                    
                   
                  
                 
               
                =
                 
                
                
                 c
                  
                 
                 
                  1
                   
                  
                 
                
               
              
               
                
                 
                  
                   
                   
                    b
                     
                    
                    
                     1
                      
                     
                    
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     5
                      
                     
                    
                  
                   −
                    
                   
                   
                    a
                     
                    
                    
                     1
                      
                     
                    
                   
                   
                    b
                     
                    
                    
                     3
                      
                     
                    
                   
                  
                  
                   b
                    
                   
                   
                    1
                     
                    
                   
                  
                 
               
                =
                 
                
                
                 c
                  
                 
                 
                  2
                   
                  
                 
                
               
              
              
               ⋯
                
               
              
              
               ⋯
                
               
              
              
               ⋯
                
               
              
             
              
               
               
                s
                 
                
                
                 n
                  
                
                 −
                  
                
                 4
                  
                 
                
               
              
               
                
                 
                  
                   
                   
                    c
                     
                    
                    
                     1
                      
                     
                    
                   
                   
                    b
                     
                    
                    
                     2
                      
                     
                    
                  
                   −
                    
                   
                   
                    b
                     
                    
                    
                     1
                      
                     
                    
                   
                   
                    c
                     
                    
                    
                     2
                      
                     
                    
                   
                  
                  
                   c
                    
                   
                   
                    1
                     
                    
                   
                  
                 
               
                =
                 
                
                
                 d
                  
                 
                 
                  1
                   
                  
                 
                
               
              
               
                
                 
                  
                   
                   
                    c
                     
                    
                    
                     1
                      
                     
                    
                   
                   
                    b
                     
                    
                    
                     3
                      
                     
                    
                  
                   −
                    
                   
                   
                    b
                     
                    
                    
                     1
                      
                     
                    
                   
                   
                    c
                     
                    
                    
                     3
                      
                     
                    
                   
                  
                  
                   c
                    
                   
                   
                    1
                     
                    
                   
                  
                 
               
                =
                 
                
                
                 d
                  
                 
                 
                  2
                   
                  
                 
                
               
              
              
               ⋯
                
               
              
              
               ⋯
                
               
              
              
               ⋯
                
               
              
             
              
              
               ⋮
                
               
              
              
               ⋮
                
               
              
              
               ⋮
                
               
              
              
               ⋮
                
               
              
              
               ⋮
                
               
              
              
               ⋮
                
               
              
             
              
               
               
                s
                 
                
                
                 0
                  
                 
                
               
              
               
                
                 
                  
                  
                 
                
               
              
              
             
            
           
          
        
         {\displaystyle {\begin{array}{c|ccccc}s^{n}&a_{0}&a_{2}&a_{4}&a_{6}&\cdots \\s^{n-1}&a_{1}&a_{3}&a_{5}&a_{7}&\cdots \\s^{n-2}&\displaystyle {\frac {a_{1}a_{2}-a_{0}a_{3}}{a_{1}}}=b_{1}&\displaystyle {\frac {a_{1}a_{4}-a_{0}a_{5}}{a_{1}}}=b_{2}&\displaystyle {\frac {a_{1}a_{6}-a_{0}a_{7}}{a_{1}}}=b_{3}&\cdots &\cdots \\s^{n-3}&\displaystyle {\frac {b_{1}a_{3}-a_{1}b_{2}}{b_{1}}}=c_{1}&\displaystyle {\frac {b_{1}a_{5}-a_{1}b_{3}}{b_{1}}}=c_{2}&\cdots &\cdots &\cdots \\s^{n-4}&\displaystyle {\frac {c_{1}b_{2}-b_{1}c_{2}}{c_{1}}}=d_{1}&\displaystyle {\frac {c_{1}b_{3}-b_{1}c_{3}}{c_{1}}}=d_{2}&\cdots &\cdots &\cdots \\\vdots &\vdots &\vdots &\vdots &\vdots &\vdots \\s^{0}&&&&&\\\end{array}}}
          
         
         
    
  このラウスの安定判別法は、(係数が同符号であるときに、) 特性方程式の正の実部をもつ根の数は、ラウス配列の最初の列 
 
  
   
    
        
         
          
           
           
            a
             
            
            
             0
              
             
            
          
           ,
            
          
            
            
           
           
            a
             
            
            
             1
              
             
            
          
           ,
            
          
            
            
           
           
            b
             
            
            
             1
              
             
            
          
           ,
            
          
            
            
           
           
            c
             
            
            
             1
              
             
            
          
           ,
            
          
            
            
           
           
            d
             
            
            
             1
              
             
            
           
          
        
         {\displaystyle a_{0},~a_{1},~b_{1},~c_{1},~d_{1}}
          
         
         
    
  の正負の符号変化の数に等しい。 
  というものである。すなわち、ラウス配列の最初の列に符号変化があれば、その制御系は不安定であることになる。 
 
   
  1895年 にフルヴィッツ は、ラウスの安定判別法とは独立にフルヴィッツの安定判別法を示した。 両判別法は数学的には全く同じであることがわかっている。 
  特性方程式 
 
  
   
    
        
         
          
           
           
            a
             
            
            
             0
              
             
            
           
           
            s
             
            
            
             n
              
             
            
          
           +
            
           
           
            a
             
            
            
             1
              
             
            
           
           
            s
             
            
            
             n
              
            
             −
              
            
             1
              
             
            
          
           +
            
           
           
            a
             
            
            
             2
              
             
            
           
           
            s
             
            
            
             n
              
            
             −
              
            
             2
              
             
            
          
           +
            
          
           ⋯
            
          
           +
            
           
           
            a
             
            
            
             n
              
            
             −
              
            
             1
              
             
            
          
           s
            
          
           +
            
           
           
            a
             
            
            
             n
              
             
            
          
           =
            
          
           0
            
           
          
        
         {\displaystyle a_{0}s^{n}+a_{1}s^{n-1}+a_{2}s^{n-2}+\cdots +a_{n-1}s+a_{n}=0}
          
         
         
    
  の根がすべて負の実部をもつための必要十分条件 は(i)-(iii)のすべての条件を満たすことである。 
 
  
   
    (i) 係数 
        
         
          
           
           
            a
             
            
            
             0
              
             
            
          
           ,
            
          
            
            
           
           
            a
             
            
            
             1
              
             
            
          
           ,
            
          
            
            
           
           
            a
             
            
            
             2
              
             
            
          
           ,
            
          
            
            
          
           ⋯
            
          
           ,
            
          
            
            
           
           
            a
             
            
            
             n
              
            
             −
              
            
             1
              
             
            
          
           ,
            
          
            
            
           
           
            a
             
            
            
             n
              
             
            
           
          
        
         {\displaystyle a_{0},~a_{1},~a_{2},~\cdots ,~a_{n-1},~a_{n}}
          
         
          
   
    (ii) すべての係数は同符号である。
     
   
    (iii) 以下の行列式 がすべて正であること(
        
         
          
           
           
            a
             
            
            
             0
              
             
            
          
           >
            
          
           0
            
           
          
        
         {\displaystyle a_{0}>0}
          
         
        
     
      
          
           
            
             
             
              D
               
              
              
               1
                
               
              
            
             =
              
             
             
              a
               
              
              
               1
                
               
              
            
             ,
              
            
              
              
             
            
          
           {\displaystyle D_{1}=a_{1},~}
            
           
            
     
      
          
           
            
             
             
              D
               
              
              
               2
                
               
              
            
             =
              
             
              
              
               |
                
               
                
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    1
                     
                    
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    3
                     
                    
                   
                  
                 
                
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    0
                     
                    
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    2
                     
                    
                   
                  
                 
                
              
               |
                
               
              
            
             ,
              
            
              
              
             
            
          
           {\displaystyle D_{2}={\begin{vmatrix}a_{1}&a_{3}\\a_{0}&a_{2}\end{vmatrix}},~}
            
           
            
     
      
          
           
            
             
             
              D
               
              
              
               3
                
               
              
            
             =
              
             
              
              
               |
                
               
                
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    1
                     
                    
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    3
                     
                    
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    5
                     
                    
                   
                  
                 
                
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    0
                     
                    
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    2
                     
                    
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    4
                     
                    
                   
                  
                 
                
                 
                 
                  0
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    1
                     
                    
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    3
                     
                    
                   
                  
                 
                
              
               |
                
               
              
            
             ,
              
            
              
              
             
            
          
           {\displaystyle D_{3}={\begin{vmatrix}a_{1}&a_{3}&a_{5}\\a_{0}&a_{2}&a_{4}\\0&a_{1}&a_{3}\end{vmatrix}},~}
            
           
            
     
      
          
           
            
            
             ⋮
              
             
            
          
           {\displaystyle \vdots }
            
           
            
     
      
          
           
            
             
             
              D
               
              
              
               n
                
              
               −
                
              
               1
                
               
              
            
             =
              
             
              
              
               |
                
               
                
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    1
                     
                    
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    3
                     
                    
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    5
                     
                    
                   
                  
                 
                 
                  ⋯
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    2
                     
                   
                    n
                     
                   
                    −
                     
                   
                    3
                     
                    
                   
                  
                 
                
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    0
                     
                    
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    2
                     
                    
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    4
                     
                    
                   
                  
                 
                 
                  ⋯
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    2
                     
                   
                    n
                     
                   
                    −
                     
                   
                    4
                     
                    
                   
                  
                 
                
                 
                 
                  0
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    1
                     
                    
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    3
                     
                    
                   
                  
                 
                 
                  ⋯
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    2
                     
                   
                    n
                     
                   
                    −
                     
                   
                    5
                     
                    
                   
                  
                 
                
                 
                 
                  0
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    0
                     
                    
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    2
                     
                    
                   
                  
                 
                 
                  ⋯
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    2
                     
                   
                    n
                     
                   
                    −
                     
                   
                    6
                     
                    
                   
                  
                 
                
                 
                 
                  0
                   
                  
                 
                 
                  0
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    1
                     
                    
                   
                  
                 
                 
                  ⋯
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    2
                     
                   
                    n
                     
                   
                    −
                     
                   
                    7
                     
                    
                   
                  
                 
                
                 
                 
                  ⋮
                   
                  
                 
                 
                  ⋮
                   
                  
                 
                 
                  ⋱
                   
                  
                 
                 
                  ⋱
                   
                  
                 
                 
                  ⋮
                   
                  
                 
                
                 
                 
                  0
                   
                  
                 
                 
                  0
                   
                  
                 
                 
                  0
                   
                  
                 
                 
                  ⋯
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    n
                     
                   
                    −
                     
                   
                    1
                     
                    
                   
                  
                 
                
              
               |
                
               
              
             
            
          
           {\displaystyle D_{n-1}={\begin{vmatrix}a_{1}&a_{3}&a_{5}&\cdots &a_{2n-3}\\a_{0}&a_{2}&a_{4}&\cdots &a_{2n-4}\\0&a_{1}&a_{3}&\cdots &a_{2n-5}\\0&a_{0}&a_{2}&\cdots &a_{2n-6}\\0&0&a_{1}&\cdots &a_{2n-7}\\\vdots &\vdots &\ddots &\ddots &\vdots \\0&0&0&\cdots &a_{n-1}\\\end{vmatrix}}}
            
           
            
     
      このとき、特性方程式の次数の関係で存在しない係数は零として扱う。
       
     
      例えば、
          
           
            
             
             
              s
               
              
              
               2
                
               
              
            
             +
              
            
             5
              
            
             s
              
            
             +
              
            
             6
              
            
             =
              
            
             0
              
             
            
          
           {\displaystyle s^{2}+5s+6=0}
            
           
          
          
           
            
            
             D
              
             
            
          
           {\displaystyle D}
            
           
            
     
      
          
           
            
             
             
              D
               
              
              
               1
                
               
              
            
             =
              
            
             5
              
            
             >
              
            
             0
              
             
            
          
           {\displaystyle D_{1}=5>0}
            
           
            
     
      
          
           
            
             
             
              D
               
              
              
               2
                
               
              
            
             =
              
             
              
              
               |
                
               
                
                 
                 
                  5
                   
                  
                 
                  
                  
                   a
                    
                   
                   
                    3
                     
                    
                   
                  
                 
                
                 
                 
                  1
                   
                  
                 
                 
                  6
                   
                  
                 
                
              
               |
                
               
              
             
            
          
           {\displaystyle D_{2}={\begin{vmatrix}5&a_{3}\\1&6\end{vmatrix}}}
            
           
            
     
      となり、特性方程式の次数の関係で存在しない部分が現れてしまう。
       
     
      この場合には、
          
           
            
             
             
              a
               
              
              
               3
                
               
              
            
             =
              
            
             0
              
             
            
          
           {\displaystyle a_{3}=0}