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內(nèi)容簡介

　　本書主要探討當下流行的虛擬儀器和單片機的應用，主要介紹分別應用虛擬儀器平臺和Arduino平臺的相關機電系統(tǒng)的設計和控制的實例，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)的實驗分析、數(shù)字量、模擬量端口實驗、溫度PID控制、電動機控制系統(tǒng)仿真、網(wǎng)絡通信實驗等內(nèi)容。下篇主要介紹了應用Arduino平臺開發(fā)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、基于Arduino和Andriod平臺的控制系統(tǒng)設計等內(nèi)容。本書可作為工程技術人員和科技工作者學習設計虛擬儀器和單片機的自學用書，也適合作為高等學校機電一體化、電子、通信、自動化、機械、測控技術與儀器、測試計量技術、計算機、信息技術等專業(yè)的教學參考書。

作者簡介

　　吳濤，昆明理工大學，副教授，主持或參與縱向和橫向科研課題10余項，主持教育部教改項目1項，校級教改2項，并參與多項教改。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)明人申請并獲授權專利、軟著等知識產(chǎn)權120多項，其中已授權發(fā)明專利18項。指導學院機電控制系統(tǒng)建模與仿真競賽。以指導教師指導學生參加學科競賽分獲國賽、省賽、校賽、院賽一、二、三等獎30余項（其中國賽一等獎1項，國賽二等獎1項，國賽三等獎4項，省賽一等獎2項，省賽二等獎3項，省賽三等獎4項）。指導大創(chuàng)、昆明理工大學學生課外科技基金項目及院PSTIP項目。

圖書目錄

上篇基于虛擬儀器平臺的機電控制系統(tǒng)設計與實踐
第1章數(shù)控系統(tǒng)的建模與仿真/002
1.1數(shù)學模型的創(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)的實驗分析/015
2.1實驗器件15
2.2時域?qū)嶒灧治?7
2.3頻域特性分析20

第3章數(shù)字量、模擬量端口實驗/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(tǒng)仿真/033
5.1步進電動機控制系統(tǒng)仿真33
5.1.1步進電動機的數(shù)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(wǎng)絡通信實驗/042
6.1瀏覽器方式42
6.2DataSocket(DS)技術43
6.3TCP/IP方式45

下篇基于Arduino平臺的機電控制系統(tǒng)設計與實踐
第7章輪式小車設計/048
7.1三輪型小車結(jié)構48
7.2三輪型循跡小車硬件系統(tǒng)設計49
7.2.1硬件模塊介紹50
7.2.2硬件系統(tǒng)設計52
7.3三輪型小車的運動分析與調(diào)試55
7.3.1運動分析55
7.3.2智能小車運行調(diào)試57
7.4三輪型小車系統(tǒng)程序設計58
7.5四輪型小車63
7.5.1四輪型小車的結(jié)構63
7.5.2四輪型小車循跡系統(tǒng)設計63
7.5.3四輪型小車循跡系統(tǒng)的程序設計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(tǒng)程序設計74
8.4機器人整體結(jié)構設計76

第9章雙足機器人設計/079
9.1雙足機器人結(jié)構及自由度分配79
9.2雙足機器人硬件設計81
9.2.1舵機控制器81
9.2.2紅外線數(shù)字避障傳感器具體應用說明82
9.2.3電源模塊83
9.3機器人步態(tài)分析與調(diào)試85
9.3.1機器人步態(tài)分析85
9.3.2機器人步態(tài)調(diào)試87
9.4雙足機器人控制系統(tǒng)設計91
9.4.1控制系統(tǒng)設計方案91
9.4.2程序設計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藍牙無線通信模塊102
10.1.2藍牙模塊實驗104
10.2WiFi視頻傳輸實驗107
10.2.1WiFi視頻傳輸系統(tǒng)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函數(shù)介紹111
11.1.2機械臂LabVIEW interface for Arduino程序113
11.1.3機械臂舵機LabVIEW interface for Arduino調(diào)試程序114
11.2VISA串口函數(shù)的舵機控制115
11.3VISA串口函數(shù)的移動機器人控制124
11.4VISA串口函數(shù)的雙足機器人控制125
11.4.1系統(tǒng)設計方案125
11.4.2程序框圖設計126
11.4.3Arduino下位機程序設計132
11.4.4系統(tǒng)實驗137

第12章基于Arduino和Android平臺的控制系統(tǒng)設計/141
12.1藍牙尋找器141
12.1.1系統(tǒng)設計思路142
12.1.2硬件組成142
12.1.3軟件設計流程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)車位引導系統(tǒng)147
12.2.1系統(tǒng)設計思路148
12.2.2硬件組成148
12.2.3軟件設計流程149
12.2.4操作步驟151

附錄A三輪型小車循跡行進程序/154

附錄B機械臂四舵機動作控制程序/158

附錄C雙足機器人源程序/161

參考文獻166