Типовые динамические звенья. Простейшие звенья. Звенья первого порядка

Для исследования процессов в реальных системах пользуют­ся идеализированными схемами, которые точно описываются ма­тематически и приближенно характеризуют реальные звенья си­стем в заданном диапазоне частот сигналов.

В теории автоматического управления вводится понятие типовых звеньев, передаточная функция которых только в определенном частотном диапазоне соответствует реальным звеньям системы управления.

Рассматривая характеристики звеньев вне зависимости от их назначения, физического принципа действия, мощности и ско­рости передаваемых сигналов, можно выделить ряд типовых звеньев, описываемых обыкновенными линейными дифферен­циальными уравнениями первого и второго порядка:

1) простейшие: пропорциональные, интегрирующие и дифференцирующие звенья;

2) звенья первого порядка: инерционные, инерционно-дифференцирующие, форсирующие и инерционно-форсирующие;

3) колебательные звенья второго порядка.

Все типовые звенья имеют передаточную функцию, которая представляет собой рациональную дробь

причем нули и полюсы функции , соответствующие урав­нениям и , лежат в левой полуплоскости р или на ее границе, совпадающей с мнимой осью.

Более сложные линейные звенья могут быть сведены к соеди­нению типовых звеньев.

При отнесении реального звена к какому-либо типовому сле­дует оговаривать диапазон частот, при котором рассматриваются характеристики. Выход за пределы этого диапазона может привести к необходимости учета дополнительных параметров и усложнению математического описания звена.