Stany ustalone układów automatycznej regulacji są zazwyczaj łatwiejsze do analizy niż stany  nie ustalone, w praktyce jednak te drugie spotyka się znacznie częściej.

              Przykładami stanów nie ustalonych jest praca autopilota, wciągarek ładunkowych, cumowniczych, urządzeń chłodni. W literaturze fachowej dla stanów nie ustalonych przyjęła się nazwa stany dynamiczne, podobną nazwę stosuje się do członów lub układów. Mówiąc o członach (układach) mówimy, że procesy, przebiegi zachodzące w tych członach są skomplikowane.

              Człon dynamiczny to taki, w którym bieżąca wartość sygnału wyjściowego zależy od aktualnych  jak i poprzednich wartości sygnałów wyjściowych.

Człon (układ, element) oscylacyjny, który to nas najbardziej interesuje jest członem założonym i może być zrealizowany jako połączenie szeregowe członów idealnego całkującego i inercyjnego I rzędu z całkowitym sprzężeniem zwrotnym.

              Transmitacja członu oscylacyjnego wynosi:

            -przy czym

Człon będzie dopiero oscylacyjnym po spełnieniu warunkującego by pierwiastki równania charakterystycznego były ustalone:

           ,   

k- współczynnik wzmocnienia członu

w0- pulsacja oscylacji własnych członu

ε- względny współczynnik tłumienia.

Połączenie realizujące człon oscylacyjny.

  t

                     -                         

Połączenie szeregowe członów idealnych całkujących i inercyjnych I rzędu.

Charakterystyka skokowa członu oscylacyjnego.

                                                           (e-x wo t +1) K

             y(t)

  K

                                                                                   (1- e-x wo t) K

                                    S

Odpowiedź na wymuszenie skokowe członu oscylacyjnego wynosi.

        tylko gdy będzie spełniony warunek x2<1

W wypadku szczególnym kiedy x =0 występują drgania zachowawcze (nie tłumione) o pulsacji w0.

Jeżeli x>1 to pierwiastki są ujemne rzeczywiste i przebieg y(t) traci charakter oscylacyjny. Składowa przejściowa przebiegu jest wówczas sumą dwóch krzywych wykładniczych a zatem y(t) osiąga wartość ustaloną K.

Jeżeli x2=1 występuje tzw. tłumienie krytyczne, występuje wówczas pierwiastek podwójny, ujemny, rzeczywisty.

W przypadku kiedy nie występują przebiegi oscylacyjne tzn. dla x ³ 1 elementy traktuje się jako inercyjne I rzędu.

Charakterystyki członu oscylacyjnego, charakterystyki skokowe.

                               x=0,4

                                       x=1                       x=0,2

WNIOSKI:

              Współczynnik tłumienia jest bardzo ważnym parametrem mającym wpływ na szybkość i dokładność (czas po jakim dany czynnik osiągnie zadaną wartość), ale dla bezpośredniego operatora urządzeń regulacyjnych niedostępny. Dostępny on jest jedynie na poziomie programowania danego urządzenia regulacyjnego. Niemniej jednak to od tego współczynnika zależy np. czy autopilot będzie szybko czy też wolniej, ale bez dużych a częstych wahań płetwy sterowej- wprowadzał statek na zadany kurs.

Można powiedzieć, że gdy x będzie zmieniać się i element oscylacyjny (jak wynika z powyższego wykresu) będzie wolniej reagował na nastawę skokową, ale mniejsze będą jego oscylacje, gdy x będzie dążył do 0 czas reakcji elementu oscylacyjnego będzie krótszy, ale oscylacje będą  większe i czas ich wygaszania będzie dłuższy, co w pewnych sytuacjach może okazać się niekorzystne.

Dla nawigatora nie mającego co prawda bezpośredniego wpływu na ten współczynnik, wpływ wartości x powinien być znany na dane urządzenie tj. choćby autopilot czy też sterowanie układem napędowym.

2