基於虛擬儀器和單片機的機電控制系統設計與實踐
作者:吳濤 著 | |||
叢書名: | |||
出版日期:2019年1月 | 書號:978-7-122-32175-6 | ||
開本:B5 710×1000 1/16 | 裝幀:平 | 版次:1版1次 | 頁數:168頁 |
本書主要探討當下流行的虛擬儀器和單片機的套用,主要介紹分別套用虛擬儀器平台和Arduino平台的相關機電系統的設計和控制的實例,全書分為上、下兩篇。上篇主要介紹基於虛擬儀器的控制系統的建模與仿真、控制系統典型環節的實驗分析、數字量、模擬量連線埠實驗、溫度PID控制、電動機控制系統仿真、網路通信實驗等內容。下篇主要介紹了套用Arduino平台開發的輪式小車設計、機械臂設計、雙足機器人設計、藍牙通信與WiFi視頻傳輸技術、虛擬儀器和Arduino的互動通信控制設計、基於Arduino和Andriod平台的控制系統設計等內容。
目錄
上篇基於虛擬儀器平台的機電控制系統設計與實踐
第1章數控系統的建模與仿真/002
1.1數學模型的創建2
1.1.1傳遞函式模型的創建3
1.1.2狀態空間模型的創建及轉換4
1.2系統時域分析及根軌跡分析7
1.2.1時間回響7
1.2.2系統的根軌跡分析9
1.3系統頻率特性分析10
1.4控制系統的穩定性分析13
第2章控制系統典型環節的實驗分析/015
2.1實驗器件15
2.2時域實驗分析17
2.3頻域特性分析20
第3章數字量、模擬量連線埠實驗/024
3.1彩燈控制設計24
3.2液位測量與控制27
第4章溫度PID控制/029
第5章電動機控制系統仿真/033
5.1步進電動機控制系統仿真33
5.1.1步進電動機的數學模型34
5.1.2增量式PID控制器37
5.1.3仿真實驗38
5.2交流電動機仿真39
第6章網路通信實驗/042
6.1瀏覽器方式42
6.2DataSocket(DS)技術43
6.3TCP/IP方式45
下篇基於Arduino平台的機電控制系統設計與實踐
第7章輪式小車設計/048
7.1三輪型小車結構48
7.2三輪型循跡小車硬體系統設計49
7.2.1硬體模組介紹50
7.2.2硬體系統設計52
7.3三輪型小車的運動分析與調試55
7.3.1運動分析55
7.3.2智慧型小車運行調試57
7.4三輪型小車系統程式設計58
7.5四輪型小車63
7.5.1四輪型小車的結構63
7.5.2四輪型小車循跡系統設計63
7.5.3四輪型小車循跡系統的程式設計65
7.5.4四輪型小車循跡模組的安裝調試步驟67
第8章機械臂設計/069
8.1機械臂機構設計69
8.2機械臂的運動分析72
8.3機械臂的控制系統程式設計74
8.4機器人整體結構設計76
第9章雙足機器人設計/079
9.1雙足機器人結構及自由度分配79
9.2雙足機器人硬體設計81
9.2.1舵機控制器81
9.2.2紅外線數字避障感測器具體套用說明82
9.2.3電源模組83
9.3機器人步態分析與調試85
9.3.1機器人步態分析85
9.3.2機器人步態調試87
9.4雙足機器人控制系統設計91
9.4.1控制系統設計方案91
9.4.2程式設計92
9.5機器人避障實驗101
第10章藍牙通信與WiFi食品傳輸技術/102
10.1藍牙無線通信102
10.1.1藍牙無線通信模組102
10.1.2藍牙模組實驗104
10.2WiFi視頻傳輸實驗107
10.2.1WiFi視頻傳輸系統介紹107
10.2.2視頻傳輸實驗108
第11章LabVIEW與Arduino的互動通信控制設計/111
11.1LabVIEW interface for Arduino機械臂舵機自動運行設計111
11.1.1LabVIEW interface for Arduino函式介紹111
11.1.2機械臂LabVIEW interface for Arduino程式113
11.1.3機械臂舵機LabVIEW interface for Arduino調試程式114
11.2VISA串口函式的舵機控制115
11.3VISA串口函式的移動機器人控制124
11.4VISA串口函式的雙足機器人控制125
11.4.1系統設計方案125
11.4.2程式框圖設計126
11.4.3Arduino下位機程式設計132
11.4.4系統實驗137
第12章基於Arduino和Android平台的控制系統設計/141
12.1藍牙尋找器141
12.1.1系統設計思路142
12.1.2硬體組成142
12.1.3軟體設計流程144
12.1.4軟體程式介紹144
12.1.5操作步驟146
12.2物聯網車位引導系統147
12.2.1系統設計思路148
12.2.2硬體組成148
12.2.3軟體設計流程149
12.2.4操作步驟151
附錄A三輪型小車循跡行進程式/154
附錄B機械臂四舵機動作控制程式/158
附錄C雙足機器人源程式/161
參考文獻166