《Simulink與低成本硬體及機電一體化》，出版時間是2017年2月1日，出版的一本圖書，作者是丁亦農 Joshua L. Hurst。
基本介紹
- 書名：Simulink與低成本硬體及機電一體化
- 作者：丁亦農 Joshua L. Hurst
- 出版時間：2017.02.01
基本信息,圖書簡介,圖書目錄,
基本信息
作者：丁亦農 Joshua L. Hurst
定價：39元
印次：1-1
ISBN：9787302454588
出版日期：2017.02.01
印刷日期：2017.01.12
定價：39元
印次：1-1
ISBN：9787302454588
出版日期：2017.02.01
印刷日期：2017.01.12
圖書簡介
本書通過在數控平台上設計的一系列的Simulink 與Arduino實驗，把機電一體化及數字控制的理論套用於真實環境下的系統設計、測試和驗證。有助於更深入地理解工程理論，獲得第一手與實際硬體打交道的經驗。熟悉在機電一體化和數字控制系統中常用的感測器件和控制算法，如陀螺儀、加速度計、磁力計等，了解它們的工作原理、性能特點和使用注意事項； 學習和使用Arduino這一在機電一體化及數字控制領域中最常用的低成本硬體平台，了解其特點和適用範圍，為採用這一平台進行複雜的機電一體化及數字控制系統的設計打下堅實的基礎。通過學習和使用本書，讀者可以熟悉和理解“基於系統模型的工程設計”的思想、方法和工具； 通過實際的建模實踐，練習並掌握使用Simulink進行系統設計的流程和方法。
圖書目錄
第1章Simulink與低成本硬體開發平台
1.1Arduino
1.2Raspberry Pi
1.3Simulink低成本硬體支持軟體包
1.4關於Arduino支持軟體包
第2章基於Arduino的機電一體化實驗平台
2.1機電一體化平台的開發環境
2.2機電一體化平台的組成和組合形式
2.3機電一體化平台的硬體配置
2.3.1平台的主機板
2.3.2直流電機
2.3.3其他可選器件
第3章點亮發光二極體
3.1實驗目的
3.2實驗平台設定
3.3Simulink/Arduino支持軟體包和Arduino驅動器的安裝
3.3.1Simulink/Arduino支持軟體包的安裝
3.3.2Arduino驅動器(Arduino Mega 2560 drivers)的安裝和設定
3.4建立並在部署至硬體模式下運行Simulink模型
3.4.1建立Simulink模型的步驟
3.4.2在部署至硬體模式下運行Simulink模型
3.4.3糾錯
3.5在外部模式下運行Simulink模型
3.5.1通過改變PWM參數改變發光二極體亮度
3.5.2外部運行模式的特點
3.5.3目標硬體的自由運行
3.5.4糾錯
3.6在Windows 8系統上安裝Arduino驅動器
第4章模擬感測器與電機編碼器數據的讀取
4.1實驗平台(硬體)
4.2模擬信號的獲取
4.2.1模數轉換器的背景知識
4.2.2用模擬輸入電壓控制PWM
4.2.3觀測和問題
4.3電機編碼器數據的讀取
4.3.1編碼器的背景知識
4.3.2用編碼器的輸出控制PWM
4.3.3觀測和問題
第5章通過I2C匯流排讀取陀螺儀和加速(度)計的數據
5.1實驗平台(硬體)
5.2陀螺儀信號數據的讀取
5.2.1陀螺儀的背景知識
5.2.2從陀螺儀及加速度計讀取數據
5.2.3觀測和問題
5.3根據陀螺儀數據計算陀螺儀所處的實驗平台的角度
5.3.1從陀螺儀獲得角位置
5.3.2消除陀螺儀的誤差
5.3.3問題和練習
第6章數字羅盤(指南針)的製作
6.1實驗平台(硬體)設定
6.2磁力計信號數據的讀取
6.2.1磁力計的背景知識
6.2.2從磁力計(HMC5883L)讀取數據
6.3收集和分析磁力感測器數據
6.3.1實驗步驟
6.3.2用MATLAB進行數據分析
6.4在Simulink里實現羅盤校準算法
6.4.1建立實現羅盤校準算法的Simulink模型
6.4.2觀測與練習
第7章串列通信基礎
7.1串列通信的背景知識
7.2實驗平台(硬體)的設定
7.3從實驗平台(Arduino)向計算機傳送單位元組數據
7.4在Arduino集成開發環境(IDE)下實現數據傳送
7.5傳送和接收含有多個位元組的串列數據
7.5.1傳送和接收單通道含有雙位元組的串列數據
7.5.2傳送和接收雙通道含有4個位元組的串列數據
7.6用使用並集的SFunction傳送16比特的整數和單精度浮點數
7.6.1用Simulink傳送，MATLAB程式讀取16比特的整數
7.6.2用實驗平台(Arduino)傳送，MATLAB程式讀取單精度的浮點數
7.7用MATLAB讀取串列數據
第8章藍牙通信
8.1實驗平台(硬體)的設定
8.2藍牙模組的安裝及設定
8.2.1藍牙通信的背景知識
8.2.2藍牙模組的安裝
8.2.3藍牙設備及其設定
8.3通過迴路試驗測試藍牙通信
8.3.1RealTerm的設定
8.3.2藍牙通信的迴路測試
8.4接收藍牙模組傳送的數據
8.4.1建立向計算機傳送數據的Simulink模型
8.4.2在部署至硬體模式下運行Simulink模型
第9章直流電機的階梯回響
9.1實驗平台
9.2背景知識
9.3電機的階梯回響
9.3.1建立Simulink模型
9.3.2通過Simulink的外部模式獲得電機的階梯回響
9.4通過串列口(串列通信)獲得電機速度的階梯回響
9.4.1Simulink模型及其設定
9.4.2在外部模式和“部署至硬體”模式下獲取電機回響
9.5控制電機的方向和速度
9.5.1Simulink模型及其設定
9.5.2電機的受控回響
9.6直流電機階梯回響的仿真
9.6.1一階及二階直流電機模型的階梯回響
9.6.2Simulink模型及其設定
9.6.3電機仿真模型的運行
9.6.4仿真結果及結果觀察
9.6.5考慮數位化和延遲效應時使用一階系統的電機仿真
第10章直流電機控制的基本知識和途徑
10.1實驗平台(硬體)
10.2電機位置的開環控制
10.2.1Simulink模型
10.2.2獲取數據
10.2.3整理數據
10.2.4用所得數據進行電機位置控制
10.2.5結果討論
10.3電機位置的閉環反饋控制
10.3.1比例控制器(proportional controller)
10.3.2比例加積分控制器(proportional plus integral controller)
10.4電機速度的開環控制
10.5電機速度的閉環反饋控制
第11章實際套用環境下直流電機的仿真及速度控制
11.1實驗平台(硬體)
11.2理想的二階直流電機模型的階梯回響
11.3用理想電機模型進行速度控制的仿真
11.4飽和效應
11.5控制的離散時間效應
11.6控制的離散測量效應
11.7控制的仿真結果與實際效果的比較
第12章根據加速度計和陀螺儀確定(實驗平台)角度
12.1實驗平台(硬體)及背景知識
12.2從陀螺儀讀數計算角位置
12.3從加速度計讀數計算角位置
12.4採用互補濾波器
12.5根據陀螺儀和加速度計的輸出控制電機的(角)位置
附錄ASimulink/Arduino硬體支持軟體包的獲取和安裝
A.1什麼是Simulink/Arduino硬體支持軟體包
A.2Simulink/Arduino硬體支持軟體包的安裝方法
A.2.1準備工作
A.2.2Arduino硬體Simulink支持軟體包的線上安裝
A.2.3Arduino硬體Simulink支持軟體包的離線安裝
