3. Изодромное звено

Звено записывается уравнением

(2.18)

Передаточная функция звена

,

где – постоянная времени изодромного звена.

Из этих выражений видно, что звено можно представить в виде совокупности двух звеньев, действующих параллельно, идеального интегрирующего с коэффициентом передачи и безынерционного с коэффициентом передачи .

Примеры изодромных звеньев изображены на рис. 2.6

Таким звеном может быть комбинация пружины с демпфером (рис. 2.6, б). В качестве входной величины здесь рассматривается прикладываемая сила , а в качестве выходной – перемещение точки , в которой приложена сила. Это перемещение складывается из деформации пружины и перемещения поршня , где – жесткость пружины; – коэффициент скоростного сопротивления демпфера.

Рис. 2.6. Примеры изодромных звеньев

Результирующее перемещение точки

.

При использовании операционного усилителя (рис. 2.6, а) изодромное звено может быть получено посредством применения – цепи в обратной связи.

В системах управления часто находят применение изодромные звенья, построенные на базе интегрирующего привода (2.6, в). В этом случае входное напряжение поступает непосредственно на выход, кроме того, это же напряжение поступает на вход интегрирующего привода. Угол поворота вала интегрирующего привода, в соответствии с изложенным выше, пропорционален интегралу от входного напряжения . На выходном валу устанавливается какой-либо датчик (Д), представляющий собой линейный преобразователь угла поворота в напряжение, например, потенциометр или линейный вращающийся трансформатор. Напряжение этого преобразователя суммируется с напряжением . Эта сумма и представляет собой выходное напряжение .

Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика (ЛАХ) строится по выражению:

.

Асимптотическая ЛАХ представляет собой две прямые: с отрицательным наклоном -20 дБ/дек (при ) и параллельную оси частот (при ). Из рассмотрения ЛАХ и ЛЧХ видно, что в области малых частот (меньших, чем сопрягающая частота) звено ведет себя как идеальное интегрирующее и тем точнее, чем меньше частота.

В области больших частот (больших, чем сопрягающая частота) звено ведет себя как безынерционное с коэффициентом передачи .

Свойство звена вводить интегрирующее действие в области малых частот используется для улучшения качественных показателей систем автоматического регулирования.

Временные характеристики интегрирующих звеньев представлены в таблице 2.1, а частотные – в приложении 2.

Таблица 2.1. Временные характиристики интегрирующих звеньев

Тип звена и передаточная функция	Переходная функция	Функция веса
Идеальное	h(t) = kt ∙ 1(t)	w(t) = k ∙ 1(t)
С замедлением

Продолжение табл. 2.1

Тип звена и передаточная функция	Переходная функция	Функция веса
Изодромное