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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　工業(yè)機(jī)器、汽車、飛機(jī)、機(jī)器人和機(jī)械裝置上都可能使用嵌入式系統(tǒng)。本書研究了遠(yuǎn)程控制的水下航行器（ROV），特別是水下機(jī)器人航行器（URV），它們具有廣泛的應(yīng)用，比如用于海洋探索、環(huán)境監(jiān)測(cè)以及為極端環(huán)境中的行動(dòng)提供支持。書中詳細(xì)闡述了嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)方法，從zui初的概念（機(jī)械和電氣）到建模和仿真（數(shù)學(xué)關(guān)系），再到創(chuàng)建圖形用戶界面（軟件）及其實(shí)際執(zhí)行（機(jī)電一體化系統(tǒng)測(cè)試），從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人航行器的控制，為使用標(biāo)準(zhǔn)PC硬件（包括Linux、Raspbian、ARDUINO和MATLAB xPC-Target）的實(shí)時(shí)系統(tǒng)的原型開發(fā)、仿真、測(cè)試和設(shè)計(jì)提出新的解決方案。

作者簡(jiǎn)介

　　曾慶祥（Cheng Siong Chin）英國(guó)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)新加坡分校（Newcastle University in Singapore）系統(tǒng)建模與設(shè)計(jì)專業(yè)副教授，中國(guó)重慶大學(xué)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院客座教授，英國(guó)高等教育學(xué)會(huì)會(huì)士、IMarEST會(huì)士、IEEE和IET高級(jí)成員。曾就職于ST-Electronics 、Seagate、Soil Machine Dynamics（SMD）、Xylem、Global Foundries、SembCorp Marine、POSH等國(guó)際知名公司，長(zhǎng)期從事機(jī)器人、海洋工程、能源系統(tǒng)和聲學(xué)等領(lǐng)域智能系統(tǒng)建模和復(fù)雜系統(tǒng)仿真的研究，取得豐碩成果。

圖書目錄

譯者序
前言
致謝
第 1 章緒論 1
1.1 嵌入式系統(tǒng)概述 1
1.2 基于 Athena III PC104 的嵌入式
系統(tǒng)示例 2
1.3 基于 ARDUINO 的嵌入式系統(tǒng)
示例 3
1.4 基于樹莓派的嵌入式系統(tǒng)示例 5
1.5 基于 PIC 的嵌入式系統(tǒng)示例 5
1.6 動(dòng)機(jī) 6
1.7 嵌入式系統(tǒng)原型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 8
參考文獻(xiàn) 11
第 2 章基于 Linux 的嵌入式系統(tǒng)
設(shè)計(jì) 13
2.1 Linux 操作系統(tǒng) 13
2.2 為嵌入式系統(tǒng)構(gòu)建 Linux 環(huán)境 15
2.3 Linux 中的程序設(shè)計(jì) 20
2.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與架構(gòu) 21
2.4.1 主進(jìn)程設(shè)計(jì) 23
2.4.2 傳感器進(jìn)程設(shè)計(jì) 27
2.4.3 傳感器融合線程設(shè)計(jì) 28
2.4.4 控制進(jìn)程設(shè)計(jì)31
2.4.5 執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) 31
2.4.6 網(wǎng)絡(luò)通信線程設(shè)計(jì) 32
2.5 控制系統(tǒng)組件的測(cè)試 33
2.5.1 慣性測(cè)量單元33
2.5.2 DVL 傳感器單元 38
2.5.3 圖像視頻單元41
2.5.4 深度傳感器單元 44
2.6 卡爾曼濾波器 46
2.7 圖形用戶界面 49
參考文獻(xiàn) 53
第 3 章嵌入式水下航行器系統(tǒng)的
建模與仿真 54
3.1 概述 54
3.2 ROV 概覽 54
3.3 ROV 動(dòng)力學(xué)建模 55
3.3.1 水動(dòng)力阻尼模型 57
3.3.2 水動(dòng)力附加質(zhì)量模型 62
3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證 66
3.4.1 升沉模型辨識(shí)66
3.4.2 偏航模型辨識(shí)69
3.5 ROV 模型仿真 73
3.6 仿真 ROV 模型的外部擾動(dòng) 78
3.7 布放和回收過(guò)程模型 80
3.8 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 81
3.8.1 滑?？刂?82
3.8.2 面向 SMC 的模糊遺傳算法 83
3.8.3 PID 方法 90
3.9 ROV 海上實(shí)驗(yàn) 93
參考文獻(xiàn) 95
第 4 章 xPC-Target 嵌入式系統(tǒng)
設(shè)計(jì) 97
4.1 概述 97
4.2 用于仿真測(cè)試的硬件接口概覽 99
4.3 硬件接口 100
4.4 使用 xPC-Target 進(jìn)行硬件在環(huán)
測(cè)試 108
4.4.1 使用臺(tái)式機(jī)作為目標(biāo) PC 創(chuàng)建
xPC-Target 實(shí)時(shí)內(nèi)核 109
4.4.2 使用 Athena II-PC104 作為目標(biāo)
PC 創(chuàng)建 xPC-Target 實(shí)時(shí)
內(nèi)核