Automatyka i robotyka
Ćwiczenie 2.
Układ regulacji odruchu z
renicznego na światło.
Cel ćwiczenia:
Ćwiczenia miało na celu zbadanie odruchu z
renicznego PLR podczas jednego impulsu oraz serii błysków
światła padających na siatkówkę oka. Symulacja została przeprowadzona na modelu w pętli otwartej,
utworzonym w programie Matlab Simulnik.
Przebieg ćwiczenia:
Pierwszym etapem ćwiczenia było zmontowanie w programie Matlab Simulnik układu symulującego odruch
PLR w sytuacji jednego błysku światła padającego na siatkówkę oka. Układ został zmontowany tak,
by spełniony został wzór:
Rysunek 1. Model PLR dla pobudzenia jednym impulsem świetlnym.
Za pomocą zaprojektowanego układu została zmierzona zmiana odpowiedzi na pobudzenie jednym
błyskiem światła przy zmianie amplitudy oraz w kolejnym kroku  przy zmianie czasu impulsu.
Tabela 1. Zmiana amplitudy.
Amplituda Czas [s]
2 1
4 1
6 1
8 1
10 1
Tabela 2. Zmiana czasu.
Amplituda Czas [s]
1 1
1 3
Strona 1 z 5
1 5
1 7
1 8
Drugim etapem ćwiczenia było zmontowanie w programie Matlab Simulnik układu symulującego odruch
PLR w sytuacji serii błysków światła padającego na siatkówkę oka. Układ został zmontowany tak,
by spełniony został wzór:
Rysunek 2, Model PLR dla pobudzenia serią impulsów świetlnych.
Za pomocą zaprojektowanego układu została zmierzona zmiana odpowiedzi na pobudzenie serią błysków
światła przy zmianie częstotliwości oraz w kolejnym kroku  przy zmianie współczynnika wypełnienia.
Tabela 3. Zmiana częstotliwości.
Współczynnik
Częstotliwość [Hz]
wypełnienia
0,500 5
0,250 5
0,170 5
0,125 5
0,100 5
Tabela 4. Zmiana współczynnika wypełnienia.
Współczynnik
Częstotliwość [Hz]
wypełnienia
0,1 5
0,1 10
0,1 15
0,1 20
0,1 25
W ostatniej części ćwiczenia należał znalez
ć częstotliwość braku reakcji oka przy stałym współczynniku
wypełnienia.
Wyniki:
Część pierwsza:
Strona 2 z 5
0
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79
-0,2
-0,4
-0,6
amplituda = 2
-0,8
amplituda = 4
-1 amplituda = 6
amplituda = 8
-1,2
amplituda = 10
-1,4
-1,6
-1,8
-2
Wykres 1. Zmiana wartości amplitudy.
0
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76
-0,02
-0,04
-0,06
czas = 1
-0,08
czas = 3
-0,1 czas = 5
czas = 7
-0,12
czas = 9
-0,14
-0,16
-0,18
-0,2
Wykres 2. Zmiana czasu impulsu.
Część druga:
Strona 3 z 5
0,02
0
-0,02
-0,04
f = 0,500
-0,06
f = 0,250
-0,08 f = 0,170
f = 0,125
-0,1
f = 0,100
-0,12
-0,14
-0,16
-0,18
Wykres 3. Zmiana częstotliwości.
0,05
0
Wwyp = 5
-0,05
Wwyp = 10
Wwyp = 15
Wwyp = 20
-0,1
Wwyp = 2
-0,15
-0,2
Wykres 4. Zmiana współczynnika wypełnienia.
Część trzecia:
Strona 4 z 5
1
5
9
13
17
21
25
29
33
37
41
45
49
53
57
61
65
69
73
77
81
85
89
93
97
1
7
13
19
25
31
37
43
49
55
61
67
73
79
85
91
97
103
109
115
121
127
133
139
145
0
-0,005
-0,01
-0,015
-0,02
-0,025
-0,03
-0,035
-0,04
Wykres 5. Częstotliwość braku reakcji oka.
Analiza i wnioski:
Na podstawie wykresu pierwszego, dla pomiarów przy zmianie amplitudy, można stwierdzić, że czasy:
opóz
nienia zwężenia, zwężenia oraz rozszerzenia z
renicy są podobne we wszystkich badanych
przypadkach. Wraz ze wzrostem amplitudy rośnie maleje średnica z
renicy oka.
Analizując wykres zmiany czasu impulsu (przy stałej amplitudzie sygnału), można zauważyć, że opóz
nienie
zwężenia we wszystkich badanych sytuacjach jest takie samo. Zmiana czasu impulsu świetlnego nie
wpływa również na zmniejszenie średnicy z
renicy oka  maksymalne zwężenie dla wszystkich czasów
poza pierwszym jest takie samo. Wydłużenie czasu błysku światła wydłuża moment, w którym z
renica
zaczyna się zwężać.
Na podstawie wykresu obrazującego zmianę częstotliwości przy serii impulsów świetlnych można
stwierdzić, że czas opóz
nienia zwężenia z
renicy jest podobny we wszystkich przypadkach. Wraz ze
spadkiem częstotliwości wydłuża się czas zwężenia oraz czas pomiędzy kolejnymi reakcjami oka po
rozszerzeniu się z
renicy. Im większa częstotliwość, tym mniejsze zwężenie z
renicy.
Zmiana współczynnika wypełnienia nie wpływa na czas opóz
nienia zwężenia. Wraz z jego wzrostem
minimalnie zmniejsza się maksymalne zwężenie średnicy oraz czas potrzebny do jego uzyskania.
Częstotliwość braku reakcji oka rozpoczyna się w ok. 10Hz. Powyżej tej wartości z
renica oka nie reaguje
na sygnał impulsu światła jaki jest generowany podczas serii błysków.
Strona 5 z 5
1
70
139
208
277
346
415
484
553
622
691
760
829
898
967
1036
1105
1174
1243
1312
1381
1450
1519
1588
1657
1726
1795
1864
1933
2002
2071
2140
2209
2278