Simulink与低成本硬件及机电一体化PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

Simulink与低成本硬件及机电一体化PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 Simulink与低成本硬件开发平台1

1.1 Arduino1

1.2 Raspberry Pi3

1.3 Simulink低成本硬件支持软件包4

1.4 关于Arduino支持软件包6

第2章 基于Arduino的机电一体化实验平台8

2.1 机电一体化平台的开发环境8

2.2 机电一体化平台的组成和组合形式9

2.3 机电一体化平台的硬件配置10

2.3.1 平台的主板10

2.3.2 直流电机11

2.3.3 其他可选器件11

第3章 点亮发光二极管12

3.1 实验目的12

3.2 实验平台设置12

3.3 Simulink／Arduino支持软件包和Arduino驱动器的安装13

3.3.1 Simulink／Arduino支持软件包的安装13

3.3.2 Arduino驱动器（Arduino Mega 2560 drivers）的安装和设置13

3.4 建立并在部署至硬件模式下运行Simulink模型14

3.4.1 建立Simulink模型的步骤14

3.4.2 在部署至硬件模式下运行Simulink模型15

3.4.3 纠错18

3.5 在外部模式下运行Simulink模型18

3.5.1 通过改变PWM参数改变发光二极管亮度18

3.5.2 外部运行模式的特点18

3.5.3 目标硬体的自由运行20

3.5.4 纠错21

3.6 在Windows 8系统上安装Arduino驱动器21

第4章 模拟传感器与电机编码器数据的读取25

4.1 实验平台（硬件）25

4.2 模拟信号的获取25

4.2.1 模数转换器的背景知识25

4.2.2 用模拟输入电压控制PWM26

4.2.3 观测和问题27

4.3 电机编码器数据的读取28

4.3.1 编码器的背景知识28

4.3.2 用编码器的输出控制PWM29

4.3.3 观测和问题29

第5章 通过I2C总线读取陀螺仪和加速（度）计的数据30

5.1 实验平台（硬件）30

5.2 陀螺仪信号数据的读取30

5.2.1 陀螺仪的背景知识30

5.2.2 从陀螺仪及加速度计读取数据32

5.2.3 观测和问题35

5.3 根据陀螺仪数据计算陀螺仪所处的实验平台的角度35

5.3.1 从陀螺仪获得角位置35

5.3.2 消除陀螺仪的误差36

5.3.3 问题和练习41

第6章 数字罗盘（指南针）的制作42

6.1 实验平台（硬件）设置42

6.2 磁力计信号数据的读取42

6.2.1 磁力计的背景知识42

6.2.2 从磁力计（HMC5883L）读取数据43

6.3 收集和分析磁力传感器数据45

6.3.1 实验步骤46

6.3.2 用MATLAB进行数据分析46

6.4 在Simulink里实现罗盘校准算法50

6.4.1 建立实现罗盘校准算法的Simulink模型50

6.4.2 观测与练习50

第7章 串行通信基础51

7.1 串行通信的背景知识51

7.2 实验平台（硬件）的设置53

7.3 从实验平台（Arduino）向计算机发送单字节数据53

7.4 在Arduino集成开发环境（IDE）下实现数据发送59

7.5 发送和接收含有多个字节的串行数据65

7.5.1 发送和接收单通道含有双字节的串行数据65

7.5.2 发送和接收双通道含有4个字节的串行数据69

7.6 用使用并集的S-Function发送16比特的整数和单精度浮点数71

7.6.1 用Simulink发送，MATLAB程序读取16比特的整数72

7.6.2 用实验平台（Arduino）发送，MATLAB程序读取单精度的浮点数73

7.7 用MATLAB读取串行数据75

第8章 蓝牙通信81

8.1 实验平台（硬件）的设置81

8.2 蓝牙模块的安装及设置82

8.2.1 蓝牙通信的背景知识82

8.2.2 蓝牙模块的安装83

8.2.3 蓝牙设备及其设置83

8.3 通过回路试验测试蓝牙通信87

8.3.1 RealTerm的设置87

8.3.2 蓝牙通信的回路测试89

8.4 接收蓝牙模块发送的数据90

8.4.1 建立向计算机发送数据的Simulink模型90

8.4.2 在部署至硬件模式下运行Simulink模型92

第9章 直流电机的阶梯响应95

9.1 实验平台95

9.2 背景知识95

9.3 电机的阶梯响应97

9.3.1 建立Simulink模型98

9.3.2 通过Simulink的外部模式获得电机的阶梯响应98

9.4 通过串行口（串行通信）获得电机速度的阶梯响应101

9.4.1 Simulink模型及其设置101

9.4.2 在外部模式和“部署至硬件”模式下获取电机响应102

9.5 控制电机的方向和速度104

9.5.1 Simulink模型及其设置104

9.5.2 电机的受控响应107

9.6 直流电机阶梯响应的仿真109

9.6.1 一阶及二阶直流电机模型的阶梯响应109

9.6.2 Simulink模型及其设置109

9.6.3 电机仿真模型的运行112

9.6.4 仿真结果及结果观察113

9.6.5 考虑数字化和延迟效应时使用一阶系统的电机仿真114

第10章 直流电机控制的基本知识和途径116

10.1 实验平台（硬件）116

10.2 电机位置的开环控制117

10.2.1 Simulink模型117

10.2.2 获取数据118

10.2.3 整理数据119

10.2.4 用所得数据进行电机位置控制121

10.2.5 结果讨论123

10.3 电机位置的闭环反馈控制123

10.3.1 比例控制器（proportional controller）124

10.3.2 比例加积分控制器（proportional plus integral controller）125

10.4 电机速度的开环控制127

10.5 电机速度的闭环反馈控制127

第11章 实际应用环境下直流电机的仿真及速度控制128

11.1 实验平台（硬件）128

11.2 理想的二阶直流电机模型的阶梯响应129

11.3 用理想电机模型进行速度控制的仿真132

11.4 饱和效应135

11.5 控制的离散时间效应136

11.6 控制的离散测量效应139

11.7 控制的仿真结果与实际效果的比较141

第12章 根据加速度计和陀螺仪确定（实验平台）角度148

12.1 实验平台（硬件）及背景知识148

12.2 从陀螺仪读数计算角位置150

12.3 从加速度计读数计算角位置151

12.4 采用互补滤波器152

12.5 根据陀螺仪和加速度计的输出控制电机的（角）位置154

附录A Simulink／Arduino硬件支持软件包的获取和安装157

A.1 什么是Simulink／Arduino硬件支持软件包157

A.2 Simulink／Arduino硬件支持软件包的安装方法157

A.2.1 准备工作157

A.2.2 Arduino硬件Simulink支持软件包的在线安装158

A.2.3 Arduino硬件Simulink支持软件包的离线安装161