《嵌入式機電一體化系統：設計與實現》是2024年機械工業出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：嵌入式機電一體化系統：設計與實現
- 出版時間：2024年5月1日
- 出版社：機械工業出版社
- ISBN：9787111752851
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
工業機器、汽車、飛機、機器人和機械裝置上都可能使用嵌入式系統。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），它們具有廣泛的套用，比如用於海洋探索、環境監測以及為極 端環境中的行動提供支持。
書中詳細闡述了嵌入式系統的設計、開發方法，從zui初的概念（機械和電氣）到建模和仿真（數學關係），再到創建圖形用戶界面（軟體）及其實際執行（機電一體化系統測試），從而實現對機器人航行器的控制，為使用標準PC硬體（包括Linux、Raspbian、ARDUINO和MATLAB xPC-Target）的實時系統的原型開發、仿真、測試和設計提出新的解決方案。
圖書目錄
譯者序
前言
致謝
第 1 章 緒論 ····························· 1
1.1 嵌入式系統概述 ························· 1
1.2 基於 Athena III PC104 的嵌入式
系統示例 ·································· 2
1.3 基於 ARDUINO 的嵌入式系統
示例 ········································ 3
1.4 基於樹莓派的嵌入式系統示例 ······· 5
1.5 基於 PIC 的嵌入式系統示例 ·········· 5
1.6 動機 ········································ 6
1.7 嵌入式系統原型的系統設計方法 ···· 8
參考文獻 ······································· 11
第 2 章 基於 Linux 的嵌入式系統
設計 ····························13
2.1 Linux 作業系統 ·························13
2.2 為嵌入式系統構建 Linux 環境 ·······15
2.3 Linux 中的程式設計 ···················20
2.4 系統設計與架構 ························21
2.4.1 主進程設計 ·······················23
2.4.2 感測器進程設計 ··················27
2.4.3 感測器融合執行緒設計 ············28
2.4.4 控制進程設計·····················31
2.4.5 執行器驅動程式設計 ············31
2.4.6 網路通信執行緒設計 ···············32
2.5 控制系統組件的測試 ··················33
2.5.1 慣性測量單元·····················33
2.5.2 DVL 感測器單元 ·················38
2.5.3 圖像視頻單元·····················41
2.5.4 深度感測器單元 ··················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的
建模與仿真 ···················54
3.1 概述 ·······································54
3.2 ROV 概覽 ································54
3.3 ROV 動力學建模 ·······················55
3.3.1 水動力阻尼模型 ··················57
3.3.2 水動力附加質量模型 ············62
3.4 實驗結果驗證 ···························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 控制系統設計 ···························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 ··························
