控制系统由许多元件组合而成，这些元件的物理结构和作用原理是多种多样的，但抛开具体结构和物理特点，从传递函数的数学模型来看，可以划分成几种典型环节。常用的典型环节有比例环节、惯性环节、积分环节、微分环节、振荡环节、延迟环节等。

比例环节

环节输出量与输入量成正比，不失真也无时间滞后的环节称为比例环节，也称无惯性环节，输入与输出直接没有微分的关系。比例环节传递函数为

K为常数，称为比例环节的放大系数或增益。理想的运算放大器为比例环节。

惯性环节

惯性环节的动态方程是一阶微分方程，输入的微分只比输出高一阶

传递函数为

式中，T为惯性环节的时间常数；K为惯性环节的增益或放大系数。

单位阶跃响应曲线（当K=1时）所示，它是一条按指数规律上升的曲线，经3T～4T输出接近稳态值。

RL网络是典型的惯性环节，输入为电压u，输出为电感电流i

传递函数

积分环节

输出量正比于输入量的积分的环节称为积分环节，其动态特性方程为

传递函数为

Ti为积分时间常数。

积分环节的单位阶跃响应为

它随时间直线增长，积分作用的强弱由积分时间常数Ti决定，Ti越小，积分作用越强，当输入为零时，积分停止，输出维持不变，故积分环节具有记忆功能

由运算放大器与RC可以构成惯性环节

传递函数为

微分环节

理想微分环节的特征输出量正比于输入量的微分，其动态方程为

其传递函数为

Td为微分时间常数。其单位阶跃响应曲线

设想输入为一理想方波，理想方波上升下降沿的微分值为无穷大，此时输出为无穷大，而现实中可以用理想的方波，却不存在理想的无穷大，所以理想微分环节实际上难以实现，常采用带有惯性的微分环节，其传递函数为

其单位阶跃响应为

曲线为

实际微分环节的阶跃响应是按指数规律下降的，若K值很大而Td值很小时，实际微分环节就越接近于理想微分环节。

所示为一电感线圈，输入为电流i（t），输出为电感两端的电压u（t），显然电感电流是不能突变的

其微分方程为

传递函数为

这里虽然出现了理想的微分环节，但电感电流作为输出电流是受限制的，电感电流不能突变。

为RC网络构成的实际微分环节，输入为ui（t）、输出为u0（t）

微分方程

传递函数

式中，Td=RC为微分时间常数。它相当于微分环节和惯性环节串联，当Td≪1时，G（s）≈Tds。

二阶振荡环节

二阶振荡环节的动态方程为

其传递函数为

或

式中，ωn=1/T为无阻尼自然振荡角频率；ζ为阻尼比

所示为RLC网络，输入为ui（t）、输出为u0（t）

其微分方程为

其传递函数为

其中

延迟环节

延迟环节是输入信号加入后，输出信号要延迟一段时间τ后才重现输入信号，其动态方程为

其传递函数是一个超越函数，τ为延迟时间。在实际生产中，有很多场合是存在延迟的，比如皮带或管道输送过程、管道反应和管道混合过程，多个设备串联及测量装置系统等。延迟过大，往往会使控制效果恶化，甚至使系统失去稳定。延迟环节的单位阶跃响应如图所示。