А) безынерционное звено

Это звено является простейшим и передает сигнал со входа на выход мгновенно, не изменяя его форму. Звено может только усиливать или ослаблять значение входной величины. Зависимость между входной величиной и выходной величиной описывается алгебраическим уравнением

.

Свойства звена определяются только одним параметром – передаточным коэффициентом , который характеризует наклон статической характеристики.

Пример. Рассмотрим рычаг

Пусть вертикальная составляющая его левого конца есть входная величина, вертикальная составляющая правого конца - выходная величина. Тогда и данное звено является усилительным. Величина k может бытьбольше или меньше единицы в зависимости от соотношения плеч АО и ВО.

При единичном ступенчатом воздействии , приложенном в момент времени , выходная величина изменяется мгновенно и принимает значение .

Переходная характеристика звена имеет вид (рис.3.16)

.

Рис.3.16.

Импульсная переходная характеристика

.

Импульсная переходная функция звена представлена на рис.3.17. Во всех точках, кроме нулевой, значение равно нулю; в нулевой точке за бесконечно малое время «успевает» увеличиться до бесконечности и вернуться в ноль.

Рис.3.17.

Уравнение звена в операторной форме

Передаточная функция W (p)

Амплитудно-фазовая частотная характеристика (АФЧХ) звена описывается функцией

которой на комплексной плоскости соответствует одна точка на действительной оси (рис.3.18).

Рис.3.18

Амплитудная частотная характеристика (АФЧХ) представляет собой прямую, параллельную оси частот (рис.3.19).

Рис.3.19.

Это означает, что сигналы любой частоты проходят через безынерционное звено с одинаковым отношением амплитуд выходной и входной величин, равным .

Фазовая частотная характеристика (ФЧХ) (рис.3.20)

показывает, что безынерционное звено не создает фазовых сдвигов между входной и выходной величиной.

Рис.3.20.

Понятие безынерционного звена является продуктом математической идеализации. На самом деле все реальные конструктивные обладают некоторой инерционность, так как передача энергии со входа на выход не может осуществляться мгновенно.