3.2.1.5 Форсирующее звено

Часто в литературе это звено именуется как пропорционально-дифференцирующее. Выходная величина этого звена пропорциональна входной и производной от входной величины. Передаточная функция и основные частотные функции:

Звено характеризуется двумя параметрами — коэффициентом передачи и постоянной дифференцирования.

На рис. 3.5, а—в приведены частотные характеристики форсирующего звена, они являются обратными характеристикам инерционного звена. АФЧХ (рис. 3.5, а) имеет вид вертикальной прямой, расположенной в первом квадранте комплексной плоскости на расстоянии от начала координат. АЧХ (рис. 3.5, б) монотонно возрастает с ростом частоты, начиная со значения . Низкочастотные асимптоты ЛАЧХ форсирующего (рис. 3.5, в) и инерционного звеньев совпадают, но высокочастотная асимптота ЛАЧХ форсирующего звена имеет наклон плюс 20 дБ/дек. Частота сопряжения равна . ЛФЧХ форсирующего звена точно такая же, как и у инерционного, только фаза имеет положительные значения.

На рис. 3.5, г приведена схемная реализация форсирующего звена на операционном усилителе (на пассивных четырехполюсниках это звено не реализуется). Поскольку в схеме

,

то ,

где .

Рис. 3.5 — Частотные характеристики форсирующего звена (а—в)

и его реализация на операционном усилителе (г)

Переходная характеристика форсирующего звена , т.е. равна сумме переходных характеристик дифференцирующего и пропорционального звеньев. В начальный момент времени она имеет скачок бесконечной амплитуды, как и у идеального дифференцирующего звена, а далее проходит горизонтально, как и у пропорционального звена.

Остальные звенья первого порядка образованы путем последовательного соединения рассмотренных звеньев, и их относят к типовым ввиду широкого применения в САУ.