清華開發者書庫:Simulink與低成本硬件及機電一體化

清華開發者書庫:Simulink與低成本硬件及機電一體化 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

丁亦農,Joshua L.Hurst 著
圖書標籤:
  • Simulink
  • 機電一體化
  • 低成本硬件
  • 嵌入式係統
  • 控製係統
  • MATLAB
  • 硬件在環
  • 模型仿真
  • 電機控製
  • 自動化
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齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302454588
版次:1
商品編碼:12132414
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2017-01-01
用紙:膠版紙
頁數:163
字數:266000
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

    《清華開發者書庫:Simulink與低成本硬件及機電一體化》旨在通過介紹一係列圍繞一個數控平颱設計的實驗,指導已經或正在學習機電一體化和數字控製的讀者在實際環境下應用所學理論,實現工程設計。本書配套的實驗平颱采用Simulink 與Arduino硬件支持軟件包作為開發軟件,是一個集設計、仿真、硬件實現和測試驗證為一體的實驗及創新環境。通過學習和使用本書,讀者可以熟悉和理解“基於係統模型的工程設計”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進行係統設計的流程和方法。本書涉及的主題:  (1) Simulink與低成本硬件開發平颱  (2) 機電一體化實驗  (3) Simulink 和Arduino  (4) 模擬輸入 PWM 輸齣 正交編碼器  (5) 陀螺儀——讀取數值與校準  (6) 磁力計—— 指南針的設計  (7) 串行通信  (8) 藍牙通信  (9) 直流電機的階梯響應  (10) 直流電機的位置控製  (11) 用於直流電機速度控製的PI控製器的設計  (12) 用陀螺儀和帶互補濾波器的加速度計估計角度
  

內容簡介

  

  《清華開發者書庫:Simulink與低成本硬件及機電一體化》通過在數控平颱上設計的一係列的Simulink 與Arduino實驗,把機電一體化及數字控製的理論應用於真實環境下的係統設計、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件打交道的經驗。熟悉在機電一體化和數字控製係統中常用的傳感器件和控製算法,如陀螺儀、加速度計、磁力計等,瞭解它們的工作原理、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製領域中常用的低成本硬件平颱,瞭解其特點和適用範圍,為采用這一平颱進行復雜的機電一體化及數字控製係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“基於係統模型的工程設計”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進行係統設計的流程和方法。


  

作者簡介

  丁亦農,擁有電氣工程學士、碩士和博士學位,IEEE高級會員。在數字信號處理及數字通信領域擁有三十多年的教學、科研和産品開發經驗。曾在多傢世界500強公司(包括德州儀器(Texas Instruments)、三星移動 (Samsung Mobile))就職,從事信號處理及通信係統的研發和研發管理工作。 2007年加入美國邁斯沃剋(MathWorks)公司,緻力於MATLAB/Simulink這個動態係統設計及開發平颱的推廣與服務工作。


  Joshua L. Hurst(喬舒亞·何斯特),於2002年、2003年和2008年從美國倫斯勒理工學院先後獲得機械工程學士、碩士和博士學位。曾在位於賓夕法尼亞州的JBT公司從事自動導嚮車輛的導航和製導係統的研發;並在位於紐約的通用電氣全球研發中心控製實驗室任顧問,參與F136 聯閤攻擊戰鬥機飛行控製係統的工作。2011年,加入美國倫斯勒理工學院的機械、航天和核工程係,擔任教授。2013年起,研究開發用於機電一體化教學的低成本硬件設備和平颱,教學興趣主要集中在機電一體化、動態係統及其控製和優化等領域。


內頁插圖

目錄

第1章Simulink與低成本硬件開發平颱

1.1Arduino

1.2Raspberry Pi

1.3Simulink低成本硬件支持軟件包

1.4關於Arduino支持軟件包

第2章基於Arduino的機電一體化實驗平颱

2.1機電一體化平颱的開發環境

2.2機電一體化平颱的組成和組閤形式

2.3機電一體化平颱的硬件配置

2.3.1平颱的主闆

2.3.2直流電機

2.3.3其他可選器件

第3章點亮發光二極管

3.1實驗目的

3.2實驗平颱設置

3.3Simulink/Arduino支持軟件包和Arduino驅動器的安裝

3.3.1Simulink/Arduino支持軟件包的安裝

3.3.2Arduino驅動器(Arduino Mega 2560 drivers)的安裝和設置

3.4建立並在部署至硬件模式下運行Simulink模型

3.4.1建立Simulink模型的步驟

3.4.2在部署至硬件模式下運行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參數改變發光二極管亮度

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係統上安裝Arduino驅動器

第4章模擬傳感器與電機編碼器數據的讀取

4.1實驗平颱(硬件)

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用模擬輸入電壓控製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用編碼器的輸齣控製PWM

4.3.3觀測和問題

第5章通過I2C總綫讀取陀螺儀和加速(度)計的數據

5.1實驗平颱(硬件)

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颱的角度

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實驗平颱(硬件)設置

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收集和分析磁力傳感器數據

6.3.1實驗步驟

6.3.2用MATLAB進行數據分析

6.4在Simulink裏實現羅盤校準算法

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章串行通信基礎

7.1串行通信的背景知識

7.2實驗平颱(硬件)的設置

7.3從實驗平颱(Arduino)嚮計算機發送單字節數據

7.4在Arduino集成開發環境(IDE)下實現數據發送

7.5發送和接收含有多個字節的串行數據

7.5.1發送和接收單通道含有雙字節的串行數據

7.5.2發送和接收雙通道含有4個字節的串行數據

7.6用使用並集的S�睩unction發送16比特的整數和單精度浮點數

7.6.1用Simulink發送,MATLAB程序讀取16比特的整數

7.6.2用實驗平颱(Arduino)發送,MATLAB程序讀取單精度的浮點數

7.7用MATLAB讀取串行數據

第8章藍牙通信

8.1實驗平颱(硬件)的設置

8.2藍牙模塊的安裝及設置

8.2.1藍牙通信的背景知識

8.2.2藍牙模塊的安裝

8.2.3藍牙設備及其設置

8.3通過迴路試驗測試藍牙通信

8.3.1RealTerm的設置

8.3.2藍牙通信的迴路測試

8.4接收藍牙模塊發送的數據

8.4.1建立嚮計算機發送數據的Simulink模型

8.4.2在部署至硬件模式下運行Simulink模型

第9章直流電機的階梯響應

9.1實驗平颱

9.2背景知識

9.3電機的階梯響應

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響應

9.4通過串行口(串行通信)獲得電機速度的階梯響應

9.4.1Simulink模型及其設置

9.4.2在外部模式和“部署至硬件”模式下獲取電機響應

9.5控製電機的方嚮和速度

9.5.1Simulink模型及其設置

9.5.2電機的受控響應

9.6直流電機階梯響應的仿真

9.6.1一階及二階直流電機模型的階梯響應

9.6.2Simulink模型及其設置

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考慮數字化和延遲效應時使用一階係統的電機仿真

第10章直流電機控製的基本知識和途徑

10.1實驗平颱(硬件)

10.2電機位置的開環控製

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製

10.2.5結果討論

10.3電機位置的閉環反饋控製

10.3.1比例控製器(proportional controller)

10.3.2比例加積分控製器(proportional plus integral controller)

10.4電機速度的開環控製

10.5電機速度的閉環反饋控製

第11章實際應用環境下直流電機的仿真及速度控製

11.1實驗平颱(硬件)

11.2理想的二階直流電機模型的階梯響應

11.3用理想電機模型進行速度控製的仿真

11.4飽和效應

11.5控製的離散時間效應

11.6控製的離散測量效應

11.7控製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(實驗平颱)角度

12.1實驗平颱(硬件)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采用互補濾波器

12.5根據陀螺儀和加速度計的輸齣控製電機的(角)位置

附錄ASimulink/Arduino硬件支持軟件包的獲取和安裝

A.1什麼是Simulink/Arduino硬件支持軟件包

A.2Simulink/Arduino硬件支持軟件包的安裝方法

A.2.1準備工作

A.2.2Arduino硬件Simulink支持軟件包的在綫安裝

A.2.3Arduino硬件Simulink支持軟件包的離綫安裝


精彩書摘

  第3章點亮發光二極管  本章討論的實驗是所有後續實驗的基礎,涉及許多重要概念,例如: 什麼是運行Simulink的外部模式; 什麼是部署至硬件模式; 以及如何設置Simulink模型的運行參數,使其在這些模式下運行。  3.1實驗目的  這個實驗要達到以下目的。  (1) 安裝Arduino硬件Simulink支持軟件包(Simulink Support Package for Arduino Hardware)。  (2) 通過一個數字輸齣點亮發光二極管來確認安裝的正確性。  (3) 采用外部模式與目標硬體(Arduino)進行通信,並通過使用脈衝寬度調製(PWM)改變發光二極管的亮度。  3.2實驗平颱設置  本實驗采用的平颱組閤方式由圖3��1給齣。  圖3��1實驗的平颱組閤形式(平颱設置)  3.3Simulink/Arduino支持軟件包和Arduino驅動器的安裝  這一節介紹如何安裝Simulink/Arduino支持軟件包(Simulink Support Package for Arduino Hardware)以及Arduino驅動器,並通過一個數字輸齣點亮發光二極管來確認安裝的正確性。  3.3.1Simulink/Arduino支持軟件包的安裝  讀者可以參考“附錄A: Simulink/Arduino支持軟件包的獲取和安裝”,詳細瞭解這一軟件包的內容以及安裝的具體步驟。  3.3.2Arduino驅動器(Arduino Mega 2560 drivers)的安裝和設置  (1) 用一根USB纜綫把計算機與機電一體化及數控實驗平颱的電路闆相連,計算機會自動地試圖尋找和安裝所需要的驅動軟件。  如果計算機沒有自動找到閤適的驅動軟件,則需要執行如下操作:  ① 打開計算機的Device Manager,如圖3��2所示。Arduino Mega闆應該在Ports (COM & LPT)下; 如果沒有,則可能會在Other Devices下顯示成Unidentified Device。  ② 如果看到一個Unidentified Device,把Arduino Mega闆從計算機斷開以確認這個Unidentified Device就是Arduino Mega闆,確認後再把Arduino Mega闆與計算機相連。  ③ 將鼠標移到Arduino Mega 2560或Unidentified Device上,右擊並選擇Update Device Software …。  ④ 選擇Browse my computer for driver software。  ⑤ 如果使用的MATLAB版本是2013a,則可將地點設為C:\MATLABROOT\SupportPackages\R2013a\arduino��1.0\drivers; 這裏C:\MATLABROOT是MATLAB的安裝根目錄,如C:\MATLAB。  ⑥ 接下來會收到一個提示: Windows cannot verify the publisher of the driver,選擇Install this driver software anyway。  ⑦ Windows (視窗操作係統)就會從這個目錄下安裝Arduino Mega闆所需要的驅動軟件,安裝完畢後會看到一個提示信息。  如果計算機的操作係統是Windows 8,安裝驅動器軟件過程中會遇到問題,這是因為驅動軟件一般不具有數字簽名。請參閱http://mytechblog.com/tutorials/arduino/installarduino�瞕rivers�瞣n�瞱indows��8/,或者按照3.5節“在Windows 8上安裝Arduino驅動器”中給齣的步驟進行安裝。  (2) 確認Arduino Mega闆相對應的通信口(COM PORT)的(序)號。  打開計算機的Device Manager,Arduino Mega闆應該齣現在Ports (COM & LPT)下,COM後緊跟的數字就是該闆的通信口號,如圖3��2所示。  圖3��2Windows 7操作係統下的Device Manager列錶  3.4建立並在部署至硬件模式下運行Simulink模型  為瞭驗證計算機(Simulink)與Arduino Mega闆(實驗平颱)能否進行可靠的通信,可以建立並在部署至硬件模式下運行如圖3��3所示的Simulink模型。  圖3��3用於驗證計算機與平颱通信的Simulink模型  ……

前言/序言

  前言  曾在報紙上看一則消息,談到中國至今不能生産某些高級模具鋼,例如圓珠筆的“圓珠”都需要進口。當然,圓珠需要進口,問題不完全是因為不能生産製造圓珠所需要的鋼材。圓珠筆頭開口直徑不到0.1mm,例如常見的0.07mm和0.05mm,但要承受各種書寫姿勢帶來的壓力和摩擦,還要和圓珠完全貼閤,既要書寫流暢,又不能漏油。因此,其硬度、開口大小、墨水槽位置必須搭配得天衣無縫。這些涉及模具製造、生産工藝和設備、製造過程中的精密控製等多方麵的復雜技術。圓珠需要進口是我國的製造業總體水平與發達國傢相比還存在較大差距的一個例子。為什麼會齣現這種現狀呢?一個重要的原因是我們的高級專業技術人纔緊缺,這與我們的教育水平、培養人纔的質量關係密切。不可否認,中國的教育處在不斷改善和發展的過程中,但是在理論聯係實際方麵仍然做得不夠。職業教育水平不夠高,學生難以在真環境下學習真本領。由於工作的關係,我有機會訪問很多中國的高等工科院校,參觀他們的實驗室,嚮老師們瞭解實驗教學的內容和方法。可以說,目前國內高等工科院校,即使是一流的工科院校的大部分的實驗教學內容、教學方法、實驗的性質和三十多年前我和我的同齡人上大學時的情況沒有根本性的變化。同樣是由於工作的關係,我經常走訪全球性的、引領世界科技和工業進步的企業和大型跨國公司,如波音、蘋果、榖歌、通用汽車、華為和三星電子等,親眼所見和切身體會到過去的30年裏,從産品的設想、構思,到係統的設計、調試和驗證,所采用的方法、流程以及工具都發生瞭巨大的變化。在校所學與職場所用之間的溝壑一方麵使得剛剛畢業的大學生、研究生無法很快地把所學的理論知識應用到工作實踐中去,另一方麵使得用人單位、公司與企業不得不花費大量的時間和精力對剛走上工作崗位的畢業生進行長時間的培訓。顯然,努力縮小學與用之間的差距是提高教育質量,改善我國專業技術人纔嚴重緊缺狀況的關鍵途徑之一。希望這本書的齣版能夠為改善這種狀況貢獻綿薄之力。  本書是一本關於機電一體化及數字控製的案例實驗指導書。學習和使用這本書可以達到以下幾個目的。  (1) 熟悉和理解“基於係統模型的工程設計”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進行係統設計的流程和方法。  (2) 把機電一體化及數字控製的理論用於真實環境下的係統設計、測試和驗證,更深入地理解工程理論,獲得第一手與實際硬件打交道的經驗。  (3) 熟悉在機電一體化和數字控製係統中常用的傳感器件和控製算法,瞭解它們的工作原理、性能特點和使用注意事項。  (4) 學習和使用Arduino(愛絕諾)這一在機電一體化及數字控製領域中最常用的低成本硬件平颱,瞭解其特點和適用範圍,為采用這一平颱進行復雜的機電一體化及數字控製係統的設計打下堅實的基礎。  全書共由12章組成。第1章介紹低成本硬件的齣現和發展過程,以及美國邁斯沃剋(MathWorks)公司為低成本硬件平颱提供的硬件支持軟件包; 第2章介紹本書討論的所有實驗所采用的機電一體化及數控平颱; 從第3章至第12章,每一章介紹一個實驗,清晰地說明進行實驗的步驟和方法。通過闡明實驗目的,提供參考用Simulink模型以及實驗的示範結果,使讀者能夠自主獨立地領會實驗意圖並完成實驗。這些實驗包括:  (1) 點亮發光二極管。  (2) 模數傳感器與電機編碼器數據的讀取。  (3) 通過I2C總綫讀取陀螺儀和加速度計的數據。  (4) 數字羅盤(指南針)的製作。  (5) 串行通信基礎。  (6) 藍牙通信。  (7) 直流電機的階梯響應。  (8) 直流電機控製的基本知識和途徑。  (9) 實際應用環境下直流電機的仿真及速度控製。  (10) 根據加速度計和陀螺儀確定(實驗平颱)角度。  本書提供的所有實驗均采用以Arduino為基礎的機電一體化與數控平颱。該平颱是對Arduino平颱的補充與擴展,增加瞭與實現機電一體化、數字控製、及機器人有關的器件和芯片,如陀螺儀、磁力計、加速度計等。通過這些實驗,讀者可以對該平颱有一個比較透徹的瞭解,熟悉從平颱上的各種傳感器讀取數據的方法,以及如何利用這些傳感數據進行係統設計和控製。在這些實驗基礎上,讀者可以充分地發揮自己的想象力,在平颱上設計各種其他實驗; 或者利用該平颱構造齣各種機電一體化及數控設備; 讀者還可以以這個平颱為藍本,改變平颱的結構,增加更多的機電一體化元器件,如光電傳感器、電機、車輪等,從而製造齣更加復雜、更加有趣、更加實用的機電一體化及數控産品。  除瞭書中第2章對實驗平颱的介紹外,讀者還可以直接訪問南京真大師實驗室的網站(www.zdslabs.com)瞭解更多有關該平颱的信息。值得注意的是,這個網站提供瞭一個用該實驗平颱在站立式的組閤形式下,利用Simulink設計和模擬,通過Simulink Hardware Support Package for Arduino自動生成執行代碼並下載而製作成的平衡車的例子。讀者可以發現,這個平衡車與學習和研究自動控製理論時使用的最經典的倒立擺在工作原理、控製算法等方麵是完全一樣的。  說明: 本書仿真工具采用英文版MATLAB/Simulink,故所繪齣的插圖中的圖字為英文。  美國倫斯勒理工學院(Rensselaer Polytechnic Institute,RPI)的教授何斯特博士(Joshua L. Hurst)為本書介紹的所有實驗提供瞭原始的實驗資料,並在其教授的機電一體化課程中使用瞭這些實驗,産生瞭很好的教學效果。何斯特教授和他的學生們在這些實驗的教與學過程中獲得的經驗和體會、批評和建議為這些實驗的成型與完善奠定瞭基礎。在此嚮何斯特博士緻以誠摯的感謝。  作者衷心感謝清華大學齣版社的盛東亮編輯,他在本書的構思和編寫過程中提供瞭寶貴的指導性意見和具體的技術性幫助。  丁亦農  Joshua L.Hurst  2017年1月
探索創新:從理論到實踐的智能係統構建之旅 在日新月異的科技浪潮中,如何將前沿的理論知識轉化為可落地、可實現的創新應用,是工程師和研究者們共同麵臨的挑戰。本書,《探索創新:從理論到實踐的智能係統構建之旅》,正是為瞭迴應這一需求而生,它將帶領讀者深入理解並掌握構建高效、智能機電一體化係統的核心技術與方法,特彆側重於如何利用低成本硬件平颱加速原型設計與創新迭代。 本書內容聚焦於現代工程設計與實現的關鍵環節,從概念設計、模型仿真到硬件集成與係統調試,提供瞭一套係統性的解決方案。我們不僅僅局限於單一的技術領域,而是將機械、電子、控製、計算等多個學科有機地融閤在一起,旨在培養讀者跨學科的工程思維和綜閤解決問題的能力。 第一部分:智能係統設計基礎與模型驅動開發 在這一部分,我們將首先為您奠定堅實的理論基礎。您將學習到智能係統設計的核心理念,包括係統建模、狀態空間分析、反饋控製原理等。我們將深入探討多種建模方法,從經典的物理建模到數據驅動的建模技術,幫助您根據實際應用場景選擇最閤適的建模策略。 係統建模與仿真: 詳細介紹如何構建精確的係統模型,以準確預測和分析係統的動態行為。我們將著重講解使用行業領先的仿真工具,通過直觀的可視化界麵,快速建立並驗證模型。您將學會如何將復雜的物理過程抽象成數學模型,並在仿真環境中對其進行細緻的性能評估和參數優化。 模型驅動開發(MDD): 介紹模型驅動開發的概念及其在現代工程中的重要性。MDD強調以模型作為軟件和硬件開發的核心,通過模型自動生成代碼,極大地提高瞭開發效率和代碼質量。我們將演示如何利用MDD工具鏈,從高層係統模型齣發,自動生成嵌入式代碼,縮短從設計到實現的周期。 控製係統設計與分析: 深入講解PID控製、狀態反饋控製、模型預測控製等經典與先進的控製算法。本書將通過豐富的實例,指導您如何根據係統模型設計齣穩定、魯棒且性能優越的控製器。您將學習到如何進行控製器參數的整定,以及如何分析控製係統的時域和頻域響應,確保係統滿足性能要求。 第二部分:低成本硬件平颱在機電一體化中的應用 認識到硬件成本對於原型開發和小型規模部署的重要性,本書將重點介紹如何巧妙地利用市麵上廣泛可得的低成本硬件平颱,如各種微控製器開發闆、傳感器模塊、執行器等,來構建功能強大的機電一體化係統。 微控製器選型與開發環境: 詳細對比分析不同類型微控製器的性能特點、接口資源和功耗錶現,幫助您根據項目需求做齣明智的選型決策。我們將重點介紹主流的微控製器開發生態係統,包括IDE、編譯器、調試工具等,並提供上手實踐指導。 傳感器與執行器接口技術: 講解各種常見傳感器(如加速度計、陀螺儀、光學傳感器、溫度傳感器等)和執行器(如直流電機、步進電機、伺服電機、舵機等)的工作原理、接口協議(如I2C, SPI, UART, PWM)以及在微控製器上的連接與驅動方法。您將學習到如何讀取傳感器數據,並如何精確控製執行器的運動。 低成本硬件原型構建: 通過一係列循序漸進的案例,指導您如何快速搭建齣功能性的機電一體化原型。這些案例將涵蓋從簡單的電機驅動到復雜的機器人控製,強調動手實踐,讓您在實際操作中加深對理論知識的理解。您將學會如何進行硬件連接、布綫規範以及基礎的電路設計。 嵌入式係統實時性與穩定性: 探討在低成本硬件上實現實時控製的關鍵技術,包括實時操作係統(RTOS)的應用、中斷處理機製、任務調度策略等。本書將引導您關注係統的實時性和穩定性,確保在動態變化的環境中,係統能夠準確、及時地響應。 第三部分:機電一體化係統集成與高級應用 在掌握瞭基礎的建模、仿真和硬件開發技能後,本部分將帶領您進入機電一體化係統的集成與高級應用層麵。我們將關注係統整體的協同工作,以及如何將先進的控製理論與低成本硬件結閤,實現更復雜、更智能的功能。 多傳感器融閤技術: 學習如何整閤來自不同傳感器的數據,通過卡爾曼濾波、互補濾波等算法,提高係統的感知精度和魯棒性。例如,將IMU(慣性測量單元)與光學傳感器數據融閤,實現更精確的位姿估計。 先進控製策略在低成本硬件上的實現: 探索如何在資源受限的微控製器上實現一些高級控製算法,如自適應控製、模糊控製、神經網絡控製等。我們將重點講解算法的簡化與優化,使其能夠高效運行在目標硬件上。 人機交互與通信: 講解如何設計用戶友好的交互界麵,以及如何實現係統與其他設備或雲平颱的通信。我們將介紹常見的通信協議,如Wi-Fi、藍牙、MQTT等,為構建互聯互通的智能係統提供支持。 案例研究與創新實踐: 本部分將包含多個綜閤性的案例研究,涵蓋瞭智能傢居、無人機控製、機器人協作、工業自動化等領域的實際應用。每個案例都將詳細闡述從需求分析、係統設計、硬件選型、軟件開發到最終實現的完整流程,激發讀者的創新靈感。 本書特色: 強調動手實踐: 全書貫穿大量的實踐案例和代碼示例,鼓勵讀者在閱讀的同時進行實際操作,學以緻用。 聚焦低成本解決方案: 充分利用瞭市麵上易於獲取的低成本硬件,使得創新和原型開發更加經濟高效。 跨學科融閤: 有機結閤瞭機械、電子、控製、軟件等多個學科知識,培養讀者全麵的工程素養。 循序漸進的難度: 內容設計從基礎理論到高級應用,層層遞進,適閤不同水平的讀者。 貼近實際工程應用: 案例研究和技術講解緊密結閤工程實際需求,幫助讀者解決真實世界的工程問題。 無論您是從事機電一體化産品研發的工程師,還是對智能係統構建充滿興趣的在校學生,亦或是希望將創新想法轉化為實際産品的創客,《探索創新:從理論到實踐的智能係統構建之旅》都將是您不可多得的得力助手。通過本書的學習,您將能夠更加自信地駕馭復雜的機電一體化係統,在快速發展的科技領域,實現您的創新藍圖。

用戶評價

評分

這本《Simulink與低成本硬件及機電一體化》簡直是我近期最滿意的一次購書體驗!我是一名在校的機械工程專業的學生,平時接觸的軟件工具很多,但對於跨學科的集成應用,特彆是與硬件相結閤的實踐,一直感到有些力不從心。這本書的齣現,完美地填補瞭我學習中的這一空白。Simulink的強大功能,書中解釋得淋灕盡緻,讓我不僅學會瞭如何進行模型搭建和仿真,更理解瞭其在係統設計和驗證中的核心作用。而將Simulink的仿真結果與Ardunio等低成本硬件平颱相結閤的章節,更是讓我眼前一亮。我迫不及待地跟著書中的步驟,成功地將我設計的一個自動避障小車實現瞭!從Simulink中的PID控製器設計,到將其移植到Ardunio代碼中,再到實際控製小車在障礙物之間穿梭,整個過程的流暢性和趣味性讓我欲罷不能。書中對於不同硬件平颱的介紹和接口方法的講解也相當詳細,避免瞭我許多踩坑的可能。總而言之,這本書不僅僅是一本技術手冊,更像是一位經驗豐富的導師,帶著我一步步探索工程實踐的無限可能,極大地激發瞭我對工程研究的熱情和創造力。

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對於有誌於投身自動化和機器人領域的朋友來說,《Simulink與低成本硬件及機電一體化》絕對是一本不容錯過的寶藏!我本身在一傢小型初創公司從事嵌入式開發,經常需要將復雜的算法邏輯轉化為實際可執行的代碼,並且需要與各種傳感器和執行器進行交互。過去,我常常需要花費大量時間在調試和硬件接口的適配上,效率不高。這本書的齣現,極大地優化瞭我的工作流程。Simulink的可視化建模環境,讓我能夠快速地進行算法設計和初步驗證,大大縮短瞭從概念到原型的時間。書中關於低成本硬件平颱的選擇和使用指南,提供瞭非常實用的建議,讓我能夠根據項目需求靈活選擇性價比最高的方案。我特彆印象深刻的是書中關於傳感器數據采集和信號處理的章節,它詳細介紹瞭如何利用Simulink與Ardunio等平颱無縫對接,實時讀取和處理各種傳感器信息,並將處理後的結果用於控製決策。這對於我目前負責的項目非常有幫助,讓我能夠更高效地開發齣滿足客戶需求的嵌入式係統。這本書的內容深入淺齣,既有理論的高度,又有實踐的深度,是一本非常全麵的參考資料。

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這本書真是打開瞭我對工程領域認知的新大門!我一直對復雜係統的工作原理充滿好奇,但總覺得那些理論知識遙不可及,缺乏實踐感。直到我翻開瞭這本《Simulink與低成本硬件及機電一體化》,我纔意識到,原來那些看似高深的工程技術,可以通過如此直觀、易懂的方式來學習和掌握。書中對Simulink的講解,簡直是手把手教學,讓我這個初學者也能很快上手,搭建齣自己的仿真模型。更讓我驚喜的是,它還將理論與低成本硬件結閤,讓我能把學到的知識立刻應用到實際項目中,這種“學以緻用”的感覺太棒瞭!我用它來模擬控製一個簡單的機器人手臂,從最初的程序編寫,到最後的實際運行,每一步都充滿瞭成就感。書中的案例設計也很巧妙,涵蓋瞭從基礎概念到復雜應用的各個層麵,讓我能夠循序漸進地提升技能。我尤其喜歡書中關於機電一體化部分的內容,它讓我理解瞭機械、電子和控製是如何協同工作的,為我日後深入研究相關領域打下瞭堅實的基礎。這本書的價值遠不止於技術指導,它更是一種思維方式的啓迪,讓我學會用係統化的眼光去分析和解決問題。

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對於任何想要將理論知識轉化為實際應用,尤其是在工程領域的朋友,《Simulink與低成本硬件及機電一體化》絕對是一本值得反復研讀的工具書。我個人是一名業餘愛好者,對各種新奇的電子和機械項目都充滿熱情,但常常苦於缺乏係統性的指導。這本書的優點在於,它不僅僅是一個技術手冊,更像是一個項目實踐的指導者。它從Simulink這個強大的仿真平颱入手,清晰地展示瞭如何在虛擬環境中進行係統設計和驗證,並且能夠非常順暢地將這些設計“遷移”到真實的低成本硬件上。我非常喜歡書中關於機電一體化係統的案例分析,它詳細地解釋瞭如何將不同的電子元器件(如傳感器、電機驅動器)和機械結構(如齒輪、連杆)集成起來,並通過Simulink進行統一的控製和優化。我按照書中的思路,成功地製作瞭一個可以自主導航的移動平颱,整個過程中的每一個細節,從模型搭建到代碼編寫,都得到瞭非常細緻的講解。這本書不僅讓我掌握瞭實用的技術,更重要的是,它讓我看到瞭工程技術背後嚴謹的邏輯和無限的創造力,我將把它作為我後續項目開發的寶貴參考。

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我必須說,這本書的作者絕對是深刻理解瞭“授人以魚不如授人以漁”的道理!我是一名對智能製造和工業自動化有濃厚興趣的在職人員,一直想通過自學來提升自己的技術能力。然而,市麵上的書籍大多要麼過於理論化,要麼過於零散,很難形成一個完整的知識體係。直到我發現瞭《Simulink與低成本硬件及機電一體化》,我纔找到瞭那種“撥雲見日”的感覺。它沒有上來就灌輸枯燥的概念,而是從一個引人入勝的實例齣發,逐步引導讀者去理解Simulink的強大功能,以及如何將其應用於復雜的工程問題。書中所提供的低成本硬件方案,真的是太有創意瞭!它讓那些原本高高在上的工程技術,變得觸手可及,任何人都可以用相對較低的成本去實現自己的想法。我嘗試用書中的方法構建瞭一個簡單的智能溫控係統,通過Simulink設計瞭PID控製器,然後連接到Ardunio和溫度傳感器,實現瞭對室內溫度的精確控製。整個過程的學習麯綫非常平緩,並且充滿瞭樂趣。這本書不僅僅是教會我怎麼操作,更重要的是培養瞭我獨立思考和解決工程問題的能力,讓我對未來的發展充滿瞭信心。

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發貨快,質量很好。快遞服務好。

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非速度快,書質量很好。自營還是有優勢!

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送貨速度很快,包裝也很完整。

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發瘋樣在京東買瞭很多書,一直選擇京東!

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書籍的目標群體是誰?入門者看這本書很難入門,沒有操作性。

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2,用的硬件闆子是所謂南京真大師公司仿照arduino uno闆子改版的,導緻這本書看上去像培訓課程配套教材;

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送貨速度很快,包裝也很完整。

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很好,值得一讀

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