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智能平衡移动机器人(MATLAB/Simulink版·微课视频版)

作者：甄圣超，孙浩，刘晓黎

出版社：清华大学出版社出版时间：2022-05-01

开本：其他页数： 180

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版权信息
本书特色
内容简介
目录
作者简介

智能平衡移动机器人(MATLAB/Simulink版·微课视频版) 版权信息

ISBN：9787302599371
条形码：9787302599371 ; 978-7-302-59937-1
装帧：70g胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：

智能平衡移动机器人(MATLAB/Simulink版·微课视频版) 本书特色

1. 例程丰富，内容翔实本书既有经典实例(如，利用GPIO点亮一个LED灯)，又有拓展实例(如，利用eCAP模块结合智能平衡移动机器人的超声波模块HC-SR04进行距离检测)，既体现智能平衡移动机器人的基础知识(如，基础平衡控制系统框架搭建)，又体现创新融合(如，利用红外循迹模块完成移动机器人循迹运动)。 2. 原理透彻，注重应用将理论和实践有机地结合是进行智能平衡移动机器人研究和应用成功的关键。本书将智能平衡移动机器人控制的相关理论在硬件和软件方面进行了详细的叙述和透彻的分析，既体现了各知识点之间的联系，又兼顾了其渐进性。 3. 传承经典，突出前沿本书提供了MBD工程开发方法：融合建模、仿真、实时控制、自动代码生成、硬件在环仿真、快速控制原型技术。 4. 资源丰富，便于教学本书配套微课视频、教学课件、工程文件、教学大纲等资料。基于模型设计开发智能平衡移动机器人+实践案例丰富+多位知名学术专家/企业专家联袂推荐理论与实践的结合、科研与教学的贯穿，是对工科教师把一门课程讲深、讲透的基本要求。本书作者根据自己多年的学习及研究经验，系统全面地介绍了智能平衡移动机器人的应用平台搭建、平台的硬件电路、数字控制系统和一系列开发移动机器人的应用，不仅重点介绍了基于模型设计的开发方法，而且给出了移动机器人平台硬件、软件的选型等综合知识，既可以快捷地实现基础应用、进阶应用和综合应用的知识学习，又可以很好地指导实践与应用。 ——刘志峰合肥工业大学副校长，教育部高等学校机械类专业教学指导委员会委员“自平衡式移动机器人”作为一类综合了“自动控制、MEMS传感、电机驱动、信息处理”等多门类/多学科的机电一体化技术，不失为一个“工程教育的典型案例”；同时，它也为自动化类、电气类与机械类本科专业“复杂工程问题的教学设计”提供了一个很好的解决方案。《智能平衡移动机器人》一书的创作者们精心编排了机器人“从功能原件到系统组成、从理论算法到软件编制、从物理模型到数学建模”的开发思想与设计过程，其中也蕴含了移动机器人“系统集成技术”的精髓。 ——张晓华大连理工大学教授，中国工程教育专业认证协会电子信息与电气类专业分委会委员本书融合了单片机、C语言、电机、传感器、建模仿真、视觉等一系列技术，很好地将学生之前所学的知识进行融会贯通。基于智能平衡移动机器人这样的平台，学生可以软硬结合、理论与实践结合并快速上手解决实际问题，进而提升综合开发能力。采用基于模型设计方法和MATLAB/Simulink工具，学生在学习与动手过程中可逐步提高创新能力和解决复杂工程问题的能力，真正做到将理论应用于实践之中。 ——Chen Ye-Hwa 美国佐治亚理工学院终身教授《智能平衡移动机器人》涉及基础硬件设计，软件开发，实时控制算法和多个应用开发项目，并结合MATLAB/Simulink强大仿真的能力和代码生成功能，极大地减少了学习者的开发成本。作者结合自己多年的教学和实践经验，以及对人才培养过程中痛点的分析，并基于智能平衡移动机器人这个实践对象，写出了这本较为实用的书籍。希望读者可以发挥自己的想象力，动手在智能平衡移动机器人上开发更多有趣的应用，在这个过程中逐步提高创新能力和解决复杂工程问题的能力。 ——张延亮 MATLAB机器人工具箱开发者，国际知名机器人专家这是一本实践性很强的图书，有助于激发学生的学习热情，从实践中巩固理论知识。基于模型设计作为本书着重介绍的软件开发模式，在工业界有着非常广泛的应用，可以让开发人员从繁重的编码工作中解脱出来，将更多的精力投入到更有价值的设计工作。对于在校学生来讲，尽早地接触工业界的开发模式有助于培养学生的工程师思维，为今后成长为优秀的工程设计人员打下良好的基础。 ——董淑成 MathWorks公司基于模型设计专家基于模型设计开发智能平衡移动机器人+实践案例丰富+多位知名学术专家/企业专家联袂推荐

智能平衡移动机器人(MATLAB/Simulink版·微课视频版) 内容简介

《智能平衡移动机器人》全面介绍了智能平衡移动机器人的应用平台搭建、平台的硬件电路、数字控制系统和一系列开发移动机器人的应用。这些应用由浅入深可分为3部分：基础外设应用、基于机器人外设的进阶应用、基于机器人外设的综合应用，这3部分应用构成了读者学习平衡移动机器人技术的阶梯。本书在此基础上着重介绍了基于模型设计的开发方法、TMS320F28069控制芯片的特点、引脚与功能，以及Embedded Coder Support Packages for Texa Instruments C2000的硬件支持包。综合来看，读者可以方便快捷地实现基础应用、进阶应用和综合应用的学习，同时获得更多关于机器人平台硬件、软件等多个方面的综合知识。《智能平衡移动机器人》适合作为高等院校机械、电气、自动化以及计算机专业高年级本科生和研究生的教材，同时可供对于基于模型的开发方法感兴趣的科研人员、从事MATLAB/Simulink开发的研究人员参考。

智能平衡移动机器人(MATLAB/Simulink版·微课视频版) 目录

第1章绪论视频讲解： 6分钟（1集）

1.1背景介绍

1.1.1智能平衡移动机器人介绍

1.1.2智能平衡移动机器人应用

1.1.3基于模型设计与自动代码生成技术简介

1.2智能平衡移动机器人优势

1.3本书内容

1.3.1应用平台

1.3.2应用内容

1.3.3本书特色

1.4本章小结

第2章应用平台的搭建视频讲解： 18分钟（3集）

2.1应用平台概述

2.1.1硬件平台

2.1.2软件平台

2.1.3MBD开发流程

2.2集成开发环境

2.2.1开发环境介绍

2.2.2软件安装及配置

2.2.3软件应用基础

2.2.4软件高级应用

2.3本章小结

第3章平台硬件电路介绍视频讲解： 15分钟（2集）

3.1硬件电路接口设计

3.2主控制板电路

3.3电源管理电路

3.4电动机驱动电路

3.5直流电动机驱动H桥电路

3.6传感器与外设模块

3.6.1基于陀螺仪与加速度计的姿态测量

3.6.2蓝牙通信模块

3.6.3OLED显示模块

3.7本章小结

第4章数字控制系统视频讲解： 17分钟（2集）

4.1数字信号处理器介绍

4.1.1TMS320F28069芯片特点

4.1.2处理器引脚及功能

4.2控制系统简介

4.3系统控制器

4.3.1速度控制器

4.3.2方向控制器

4.3.3系统控制框架

4.4本章小结

第5章基础应用视频讲解： 72分钟（8集）

5.1GPIO

5.1.1GPIO_OUTPUT控制LED灯

5.1.2GPIO_INPUT扫描_NORMAL模式

5.1.3GPIO_INPUT扫描_EXTERNAL模式

5.1.4GPIO_INPUT中断控制LED灯

5.2ADC

5.2.1ADC基本原理

5.2.2ADC_NORMAL模式

5.2.3ADC_EXTERNAL模式

5.3Timer_IT

5.4ePWM

5.4.1ePWM_单路输出

5.4.2ePWM_双路互补输出

5.4.3ePWM_中断

5.5eCAP

5.5.1eCAP基本介绍

5.5.2eCAP捕获PWM脉冲

5.6SCI串行通信

5.6.1SCI通信基本原理

5.6.2SCI收发数据

5.7SPI串行通信

5.7.1SPI概述

5.7.2SPI控制PWM占空比

5.8IdelTask模块介绍

5.9WatchDog模块介绍

5.10本章小结

第6章进阶应用视频讲解： 65分钟（7集）

6.1eCAP超声波测距

6.2ePWM电动机调速

6.3eQEP正交解码

6.3.1正交编码器QEP概述

6.3.2光电编码器电动机测速的基本原理

6.3.3eQEP正交解码模块使用说明

6.3.4编码器信号采集

6.4SIL软件在环测试

6.5PIL处理器在环测试

6.6SFunction

6.6.1使用手写SFunction合并定制代码

6.6.2使用SFunction Builder模块合并定制代码

6.6.3使用代码继承工具合并定制代码

6.7OLED12864显示

6.8MPU6050数据读取

6.9ADC电压采集

6.10本章小结

第7章综合应用视频讲解： 27分钟（2集）

7.1平衡控制——直立环

7.1.1平衡控制原理

7.1.2平衡控制模型

7.1.3平衡控制中基于模型设计与自动代码生成技术

7.1.4平衡控制应用现象

7.2平衡控制——速度环

7.2.1应用原理

7.2.2速度控制模型

7.2.3速度控制应用现象

7.3APP控制

7.3.1应用原理

7.3.2APP控制模型

7.3.3APP控制应用现象

7.4红外循迹应用

7.4.1模块介绍

7.4.2使用原理

7.4.3模型搭建

7.5本章小结

参考文献

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智能平衡移动机器人(MATLAB/Simulink版·微课视频版) 作者简介

甄圣超，合肥工业大学副教授，机械电子工程专业，研究生导师，合肥工业大学智能制造技术研究院机器人创新平台负责人、动力学与控制研究中心主任。硕博期间，于美国佐治亚理工学院机电系师从Ye-Hwa Chen教授进行机器人动力学与控制理论的研究。主持合肥工业大学智能制造技术研究院机器人公共平台建设项目、国家自然科学基金青年科学基金项目与面上项目、中国博士后科学基金面上项目（一等资助）、浙江省重点研发项目等。主持机器人相关横向项目10余项。近5年来，致力于协作机器人、智能控制等方向的学术研究，在国际国内权威期刊上以第一作者或通讯作者发表论文40余篇，出版专著《机电系统动力学控制理论——U-K动力学理论的拓展与应用》，授权国家发明专利15项，软件著作权30余项。

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