При исследовании систем управления первостепенное значение имеет вид преобразования сигналов в отдельных звеньях. Элементы, передаточные функции которых имеют вид простых дробей, называют типовыми звеньями. Любой объект представляют в виде связанных между собой типовых звеньев. Их основу составляет звено направленного действия, основное свойство которого заключается в том, что выходная величина y(t) зависит от входной величины x(t), но обратное воздействие выхода на вход отсутствует. Присоединение к выходу такого звена другого звена не изменяет передаточной функции первого звена.
Различают типовые звенья: усилительное, интегрирующее, идеальное и реальное дифференцирующие, форсирующее, чистого запаздывания, инерционно-форсирущее, апериодические первого и второго порядка, колебательное, которые по ряду закономерностей разделяют на группы:
1. Статические звенья, у которых статическая характеристика отлична от нуля, имеют однозначную связь между входной и выходной переменными в статическом режиме. К ним относят усилительное, апериодическое, колебательное звенья. Статические звенья являются фильтрами низкой частоты, исключение составляет усилительное звено.
2. Дифференцирующие звенья, у которых статическая характеристика равна нулю, – это идеальное и реальное дифференцирующие звенья. Дифференцирующие звенья являются фильтрами высокой частоты, они вносят положительные фазовые сдвиги.
3. Астатические звенья – звенья, не имеющие статической характеристики, к ним относится интегрирующее звено. Астатические звенья являются фильтрами низкой частоты.