Система ВРТ-3 состоит из трёх приборов:

– измерительного блока И-102;

– регулирующего устройства Р-111;

– усилителя мощности У-252.

Опишем основные блоки:

Измерительный блок И-102 представляет собой помехозащищенный усилитель с задатчиком. В блоке происходит компенсация ЭДС термопары и задатчика. В комплекте с термопарой и регулирующим устройством Р-111 блок применяется в системах высокоточного регулирования температуры.

В блоке И-102 сигнал термопары компенсируется сигналом от встроенного задатчика, и разница этих сигналов усиливается предварительным усилителем.

С выхода блока И-102 усиленный сигнал рассогласования поступает на вход устройства Р-111. Устройство формирует закон регулирования и преобразует входной сигнал в унифицированный сигнал постоянного тока 0-5 мА, который затем может быть использован в блоках питания (тиристорных, магнитных) или других устройствах управления нагревом.

Р-111 имеет индикаторы, по которым можно контролировать величину рассогласования и выходной ток, органы динамической настройки, а также переключатель управления, позволяющий перейти на ручное управление объектом и обеспечивающий "безударное" переключение.

Система ВРТ-2 в комплекте с тиристорным усилителем У-252 образует систему ВРТ-3.

Р-111 является аналоговым регулирующим прибором, осуществляющим пропорциональный (П), пропорционально-дифференциальный (ПД), пропорционально-интегральный (ПИ) или пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) законы регулирования.

Прибор работает в комплекте с измерительным блоком типа И-102, а так же может работать непосредственно с датчиками унифицированного сигнала 0-5мА или 0-20мА постоянного тока. В качестве исполнительного механизма для прибора Р-111 используются пропорциональные усилители мощности или электрические позиционеры.

Р-111 выпускается в 3-х модификациях, отличающихся величинами диапазонов времени интегрирования и времени дифференцирования.

Основные технические данные системы ВРТ-3

Выходной сигнал	0-5 мА постоянного тока
Сопротивление нагрузки	0-3 кОм
Минимальная цена деления задатчика	1 мкВ
Законы регулирования	П, ПИ, ПИД
Коэффициент пропорциональности Кп	0,3-50
Время интегрирования в ПИ- и ПИД-законах регулирования, Ти	2-75 с
Отношение времени дифференцирования ко времени интегрирования в ПИД-законе регулирования, Тд/Ти	0-0,9
Система ВРТ-3 обеспечивает помехозащищенность от продольной помехи величиной до 220 В 50 Гц и поперечной помехи величиной до 1 кВ 50 Гц
Питание системы	Промышленная сеть 220 В 50 Гц, не связанная с силовой сетью
Габаритные размеры каждого блока:
Ширина	160 мм
Высота	80 мм
Глубина	535 мм
Напряженность внешнего магнитного поля в месте установки ВРТ-3 не должна превышать:
Для И-102	40 А/м
Для Р-111	400 А/м

2 ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

2.1 Методы математического описания объектов управления

Для построения высокоэффективной системы управления необходимо иметь описание объекта управления в виде математической модели.

Для описания объектов управления, в которых отсутствует зависимость переменных состояния, управления от пространственных координат (линейные многомерные системы с сосредоточенными параметрами), используются системы линейных обыкновенных дифференциальных уравнений или соответствующие изображения по Лапласу. Рассмотрим многомерную линейную систему с m управлениями, l возмущениями и k входами. Модель линейной системы с сосредоточенными параметрами во временной области:

где х(t) – вектор состояния системы, ;

u(t) – вектор управлений (входов), ;

у(t) – вектор выходов, ;

f(t) – вектор возмущений, ;

А – матрица размерности n x n;

В – матрица размерности n x m;

D – матрица размерности n x l;

С – матрица размерности k x n.

Применяя преобразование Лапласа к системе, получим эквивалентную модель в комплексной области: