嵌入式機電一體化系統(tǒng)：設(shè)計與實現(xiàn)

定　價：￥129.00

作　者：	[新]曾慶祥
出版社：	機械工業(yè)出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787111752851	出版時間：	2024-05-01	包裝：	平裝-膠訂
開本：	16開	頁數(shù)：		字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　工業(yè)機器、汽車、飛機、機器人和機械裝置上都可能使用嵌入式系統(tǒng)。本書研究了遠程控制的水下航行器（ROV），特別是水下機器人航行器（URV），它們具有廣泛的應(yīng)用，比如用于海洋探索、環(huán)境監(jiān)測以及為極端環(huán)境中的行動提供支持。書中詳細闡述了嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)方法，從zui初的概念（機械和電氣）到建模和仿真（數(shù)學(xué)關(guān)系），再到創(chuàng)建圖形用戶界面（軟件）及其實際執(zhí)行（機電一體化系統(tǒng)測試），從而實現(xiàn)對機器人航行器的控制，為使用標準PC硬件（包括Linux、Raspbian、ARDUINO和MATLAB xPC-Target）的實時系統(tǒng)的原型開發(fā)、仿真、測試和設(shè)計提出新的解決方案。

作者簡介

　　曾慶祥（Cheng Siong Chin）英國紐卡斯爾大學(xué)新加坡分校（Newcastle University in Singapore）系統(tǒng)建模與設(shè)計專業(yè)副教授，中國重慶大學(xué)機械與運載工程學(xué)院客座教授，英國高等教育學(xué)會會士、IMarEST會士、IEEE和IET高級成員。曾就職于ST-Electronics 、Seagate、Soil Machine Dynamics（SMD）、Xylem、Global Foundries、SembCorp Marine、POSH等國際知名公司，長期從事機器人、海洋工程、能源系統(tǒng)和聲學(xué)等領(lǐng)域智能系統(tǒng)建模和復(fù)雜系統(tǒng)仿真的研究，取得豐碩成果。

圖書目錄

譯者序
前言
致謝
第 1 章緒論 1
1.1 嵌入式系統(tǒng)概述 1
1.2 基于 Athena III PC104 的嵌入式
系統(tǒng)示例 2
1.3 基于 ARDUINO 的嵌入式系統(tǒng)
示例 3
1.4 基于樹莓派的嵌入式系統(tǒng)示例 5
1.5 基于 PIC 的嵌入式系統(tǒng)示例 5
1.6 動機 6
1.7 嵌入式系統(tǒng)原型的系統(tǒng)設(shè)計方法 8
參考文獻 11
第 2 章基于 Linux 的嵌入式系統(tǒng)
設(shè)計 13
2.1 Linux 操作系統(tǒng) 13
2.2 為嵌入式系統(tǒng)構(gòu)建 Linux 環(huán)境 15
2.3 Linux 中的程序設(shè)計 20
2.4 系統(tǒng)設(shè)計與架構(gòu) 21
2.4.1 主進程設(shè)計 23
2.4.2 傳感器進程設(shè)計 27
2.4.3 傳感器融合線程設(shè)計 28
2.4.4 控制進程設(shè)計31
2.4.5 執(zhí)行器驅(qū)動程序設(shè)計 31
2.4.6 網(wǎng)絡(luò)通信線程設(shè)計 32
2.5 控制系統(tǒng)組件的測試 33
2.5.1 慣性測量單元33
2.5.2 DVL 傳感器單元 38
2.5.3 圖像視頻單元41
2.5.4 深度傳感器單元 44
2.6 卡爾曼濾波器 46
2.7 圖形用戶界面 49
參考文獻 53
第 3 章嵌入式水下航行器系統(tǒng)的
建模與仿真 54
3.1 概述 54
3.2 ROV 概覽 54
3.3 ROV 動力學(xué)建模 55
3.3.1 水動力阻尼模型 57
3.3.2 水動力附加質(zhì)量模型 62
3.4 實驗結(jié)果驗證 66
3.4.1 升沉模型辨識66
3.4.2 偏航模型辨識69
3.5 ROV 模型仿真 73
3.6 仿真 ROV 模型的外部擾動 78
3.7 布放和回收過程模型 80
3.8 控制系統(tǒng)設(shè)計 81
3.8.1 滑模控制 82
3.8.2 面向 SMC 的模糊遺傳算法 83
3.8.3 PID 方法 90
3.9 ROV 海上實驗 93
參考文獻 95
第 4 章 xPC-Target 嵌入式系統(tǒng)
設(shè)計 97
4.1 概述 97
4.2 用于仿真測試的硬件接口概覽 99
4.3 硬件接口 100
4.4 使用 xPC-Target 進行硬件在環(huán)
測試 108
4.4.1 使用臺式機作為目標 PC 創(chuàng)建
xPC-Target 實時內(nèi)核 109
4.4.2 使用 Athena II-PC104 作為目標
PC 創(chuàng)建 xPC-Target 實時
內(nèi)核