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內(nèi)容簡介

　　本書主要探討當(dāng)下流行的虛擬儀器和單片機(jī)的應(yīng)用，主要介紹分別應(yīng)用虛擬儀器平臺和Arduino平臺的相關(guān)機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計和控制的實(shí)例，全書分為上、下兩篇。上篇主要介紹基于虛擬儀器的控制系統(tǒng)的建模與仿真、控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)分析、數(shù)字量、模擬量端口實(shí)驗(yàn)、溫度PID控制、電動機(jī)控制系統(tǒng)仿真、網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容。下篇主要介紹了應(yīng)用Arduino平臺開發(fā)的輪式小車設(shè)計、機(jī)械臂設(shè)計、雙足機(jī)器人設(shè)計、藍(lán)牙通信與WiFi視頻傳輸技術(shù)、虛擬儀器和Arduino的互動通信控制設(shè)計、基于Arduino和Andriod平臺的控制系統(tǒng)設(shè)計等內(nèi)容。本書可作為工程技術(shù)人員和科技工作者學(xué)習(xí)設(shè)計虛擬儀器和單片機(jī)的自學(xué)用書，也適合作為高等學(xué)校機(jī)電一體化、電子、通信、自動化、機(jī)械、測控技術(shù)與儀器、測試計量技術(shù)、計算機(jī)、信息技術(shù)等專業(yè)的教學(xué)參考書。

作者簡介

　　吳濤，昆明理工大學(xué)，副教授，主持或參與縱向和橫向科研課題10余項(xiàng)，主持教育部教改項(xiàng)目1項(xiàng)，校級教改2項(xiàng)，并參與多項(xiàng)教改。以作者或通訊作者在國內(nèi)外期刊及國際會議上發(fā)表論文60余篇，其中EI檢索30余篇。以或第二發(fā)明人申請并獲授權(quán)專利、軟著等知識產(chǎn)權(quán)120多項(xiàng)，其中已授權(quán)發(fā)明專利18項(xiàng)。指導(dǎo)學(xué)院機(jī)電控制系統(tǒng)建模與仿真競賽。以指導(dǎo)教師指導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競賽分獲國賽、省賽、校賽、院賽一、二、三等獎30余項(xiàng)（其中國賽一等獎1項(xiàng)，國賽二等獎1項(xiàng)，國賽三等獎4項(xiàng)，省賽一等獎2項(xiàng)，省賽二等獎3項(xiàng)，省賽三等獎4項(xiàng)）。指導(dǎo)大創(chuàng)、昆明理工大學(xué)學(xué)生課外科技基金項(xiàng)目及院PSTIP項(xiàng)目。

圖書目錄

上篇基于虛擬儀器平臺的機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)踐
第1章數(shù)控系統(tǒng)的建模與仿真/002
1.1數(shù)學(xué)模型的創(chuàng)建2
1.1.1傳遞函數(shù)模型的創(chuàng)建3
1.1.2狀態(tài)空間模型的創(chuàng)建及轉(zhuǎn)換4
1.2系統(tǒng)時域分析及根軌跡分析7
1.2.1時間響應(yīng)7
1.2.2系統(tǒng)的根軌跡分析9
1.3系統(tǒng)頻率特性分析10
1.4控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析13

第2章控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)分析/015
2.1實(shí)驗(yàn)器件15
2.2時域?qū)嶒?yàn)分析17
2.3頻域特性分析20

第3章數(shù)字量、模擬量端口實(shí)驗(yàn)/024
3.1彩燈控制設(shè)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(jī)控制系統(tǒng)仿真/033
5.1步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)仿真33
5.1.1步進(jìn)電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型34
5.1.2增量式PID控制器37
5.1.3仿真實(shí)驗(yàn)38
5.2交流電動機(jī)仿真39

第6章網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)/042
6.1瀏覽器方式42
6.2DataSocket(DS)技術(shù)43
6.3TCP/IP方式45

下篇基于Arduino平臺的機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)踐
第7章輪式小車設(shè)計/048
7.1三輪型小車結(jié)構(gòu)48
7.2三輪型循跡小車硬件系統(tǒng)設(shè)計49
7.2.1硬件模塊介紹50
7.2.2硬件系統(tǒng)設(shè)計52
7.3三輪型小車的運(yùn)動分析與調(diào)試55
7.3.1運(yùn)動分析55
7.3.2智能小車運(yùn)行調(diào)試57
7.4三輪型小車系統(tǒng)程序設(shè)計58
7.5四輪型小車63
7.5.1四輪型小車的結(jié)構(gòu)63
7.5.2四輪型小車循跡系統(tǒng)設(shè)計63
7.5.3四輪型小車循跡系統(tǒng)的程序設(shè)計65
7.5.4四輪型小車循跡模塊的安裝調(diào)試步驟67

第8章機(jī)械臂設(shè)計/069
8.1機(jī)械臂機(jī)構(gòu)設(shè)計69
8.2機(jī)械臂的運(yùn)動分析72
8.3機(jī)械臂的控制系統(tǒng)程序設(shè)計74
8.4機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)設(shè)計76

第9章雙足機(jī)器人設(shè)計/079
9.1雙足機(jī)器人結(jié)構(gòu)及自由度分配79
9.2雙足機(jī)器人硬件設(shè)計81
9.2.1舵機(jī)控制器81
9.2.2紅外線數(shù)字避障傳感器具體應(yīng)用說明82
9.2.3電源模塊83
9.3機(jī)器人步態(tài)分析與調(diào)試85
9.3.1機(jī)器人步態(tài)分析85
9.3.2機(jī)器人步態(tài)調(diào)試87
9.4雙足機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計91
9.4.1控制系統(tǒng)設(shè)計方案91
9.4.2程序設(shè)計92
9.5機(jī)器人避障實(shí)驗(yàn)101

第10章藍(lán)牙通信與WiFi食品傳輸技術(shù)/102
10.1藍(lán)牙無線通信102
10.1.1藍(lán)牙無線通信模塊102
10.1.2藍(lán)牙模塊實(shí)驗(yàn)104
10.2WiFi視頻傳輸實(shí)驗(yàn)107
10.2.1WiFi視頻傳輸系統(tǒng)介紹107
10.2.2視頻傳輸實(shí)驗(yàn)108

第11章LabVIEW與Arduino的互動通信控制設(shè)計/111
11.1LabVIEW interface for Arduino機(jī)械臂舵機(jī)自動運(yùn)行設(shè)計111
11.1.1LabVIEW interface for Arduino函數(shù)介紹111
11.1.2機(jī)械臂LabVIEW interface for Arduino程序113
11.1.3機(jī)械臂舵機(jī)LabVIEW interface for Arduino調(diào)試程序114
11.2VISA串口函數(shù)的舵機(jī)控制115
11.3VISA串口函數(shù)的移動機(jī)器人控制124
11.4VISA串口函數(shù)的雙足機(jī)器人控制125
11.4.1系統(tǒng)設(shè)計方案125
11.4.2程序框圖設(shè)計126
11.4.3Arduino下位機(jī)程序設(shè)計132
11.4.4系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)137

第12章基于Arduino和Android平臺的控制系統(tǒng)設(shè)計/141
12.1藍(lán)牙尋找器141
12.1.1系統(tǒng)設(shè)計思路142
12.1.2硬件組成142
12.1.3軟件設(shè)計流程144
12.1.4軟件程序介紹144
12.1.5操作步驟146
12.2物聯(lián)網(wǎng)車位引導(dǎo)系統(tǒng)147
12.2.1系統(tǒng)設(shè)計思路148
12.2.2硬件組成148
12.2.3軟件設(shè)計流程149
12.2.4操作步驟151

附錄A三輪型小車循跡行進(jìn)程序/154

附錄B機(jī)械臂四舵機(jī)動作控制程序/158

附錄C雙足機(jī)器人源程序/161

參考文獻(xiàn)166