Laba_1 (1)

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра Систем автоматического управления

отчет

по лабораторной работе №1

по дисциплине «Нелинейные системы управления»

Тема: «Светофор»

Студент гр. 1487		Томозов Г. Н.
Преподаватель		Бельский Г. В.

Санкт-Петербург

2024

Цель работы.

Ознакомление с драйвером DAQmx и с лабораторный стендом

Основные теоретические положения.

В работе необходимо создать модель регулируемого Т-образного перекрёстка. Каждый светофор представлен тремя светодиодами – красный, жёлтый, зелёный.

Светодиод - полупроводниковый элемент, который пропускает ток в одном направлении и запирает в обратном. При прохождении через него электрического тока светодиод загорается. Таким образом для управления светодиодом необходимо управлять подаваемым на него напряжением. Так как в данном случае яркость светодиода не имеет значения, управление осуществляется в бинарном виде – напряжение либо есть, либо его нет совсем.

При таком управлении удобнее всего воспользоваться цифровыми линиями DIO - Digital Inpit/Output. Таких линий на макетной плате стенда 24 - DIO 0 - DIO 23 и расположены они все сверху справа. Для работы со светодиодом цифровую линию нужно подвести к аноду (обычно длинная нога светодиода), а землю (Ground) к катоду (короткая нога).

Алгоритм работы светофоров подразумевает непрерывное последовательное переключение цветов с небольшими временными задержками.

Помимо светодиодов - сигналов светофоров, в работе используются два семисегментных индикатора, которые позволяют выводить различные символы. С их помощью можно выводить время до смены сигнала. Индикатор представляет из себя 8 светодиодов в одном корпусе с общим катодом и раздельными анодами.

Ход работы.

Физическая реализация:

Регулируемый Т-образный перекрёсток представлен на рисунке 1. Обычно такие перекрёстки имеют 3 светофора, два из который работают синхронно, поэтому в нашей модели будет достаточно использовать 2 набора светодиодов.

Рисунок 1 Регулируемый Т-образный перекрёсток

Так как яркость светодиода не имеет значения, управление осуществляется в бинарном виде – напряжение либо есть, либо его нет совсем.

При таком управлении удобнее всего воспользоваться цифровыми линиями DIO - Digital Inpit/Output. Схема подключения представлена на рисунке 2.

Светофор 1:

• Красный светофор: анод – DIO0, катод – GND

• Жёлтый светофор: анод – DIO1, катод – GND

• Зелёный светофор: анод – DIO2, катод - GND

Светофор 2:

• Красный светофор: анод – DIO3, катод – GND

• Жёлтый светофор: анод – DIO4, катод – GND

• Зелёный светофор: анод – DIO5, катод - GND

Индикатор 1: A-F – DIO6-12, GND - GND

Индикатор 2: A-F – DIO13-19, GND - GND

Рисунок 2 Принципиальная схема

Программная реализация:

Для управления движением на Т-образном перекрёстке необходимо одновременно управлять каждым светофором, а также выводить на соответствующие индикаторы количество секунд до смены сигнала, поэтому программа разделена на три больших блока: управление светофорами, управление индикатором 1, управление индикатором 2. Каждый блок выделен и представляет собой отдельный бесконечный цикл while. Для разделения состояний используем структуру Flat Sequence, для установки времени горения (мигания) используем функцию wait.

На рисунках 3-8 представлены блок схемы, а также код программы, написанной в LabVIEW.

Рисунок 3 Блок схема программы

Рисунок 4 Управление индикаторами - таймерами

Рисунок 5 Управление светофорами

Рисунок 6 Функция indicator

Рисунок 7 Код программы

Рисунок 8 Функция indicator

Результат:

Рисунок 9 Результат работы

Выводы.

В ходе выполнения лабораторной работы мы ознакомились с драйвером DAQmx., была написано программа управления светофорами на регулируемом Т-образном перекрёстке