一：安装软件 点击 选择是（Y） 选择I accept 选择Install 安装成功，点击“确定”按钮即完成安装。 二、软件的设置 点击桌面开始按钮所有程序---Virtual Audio Cable —Control panel 进入软件初始化 设置。 在Cables 中选择1（即首次设置一个虚拟通道），点击旁边的Set 按钮生成通道Cable1. 在参数设置区将Line 、Mic （可选可不选）、S/PDIF （可选可不选）三个选项后面的方框打钩，选中之后点击参数设置区内的设置按钮Set ，即完成了，对虚拟声卡通道1 的设置。 鼠标右键点击桌面右下角的喇叭------ 调整音频属性---- < 或者点击开始—控制面板--- 声音、 语音和音频设备--- 声音和音频设备>弹出： 选择语音 此时语音部分的设置为原系统默认的设备，保持不变。 选择音频： 改变声音播放、录音的选项内容：
如上图将声音播放、录音的默认设备全部改为Virtual Cable 1 。点击应用--- 确定即可。 三、打开录音机录音--- 录制电脑里播放出来的音频（不包含麦克风 里的声音） - 即“内录” 开始--- 所有程序—附件--- 娱乐--- 录音机 点击确定即可开始录音（注：此时可在电脑中打开相应的音频文件，开始录音） 此时音频波段显示有声音输入，但是电脑的耳机听不到正在播放的音频文件（属正常现象）。若想同时听到音频文件的内容点击桌面开始按钮所有程序---Virtual Audio Cable —Audio Repeater 。 修改为 点击Start 即可听到正在录制的音频文件。此时的录音即是通过虚拟声卡通道录制电脑里的声音的。 四、同时录电脑里播放的声音和麦克风收集的外部声音----- 即混录 <通过这种方法解决现有笔记本无“立体声混音”或“波形音”选项的问题> 在《三打开录音机录音--- 录制电脑里播放出来的音频（不包含麦克风里的声音）------------ 即“内录”》的同时，在打开一个irtual Audio Cable —Audio Repeater 窗口将其设置为： 即将外部麦克风收集的声音转移到虚拟声卡通道Cable1 中，同电脑里播放的声音一起被录音软件收录为音频文件。
Dynamical Systems and Control 动力系统与控制, 2016, 5(2), 48-60 Published Online April 2016 in Hans. https://www.doczj.com/doc/981812928.html,/journal/dsc https://www.doczj.com/doc/981812928.html,/10.12677/dsc.2016.52006 A Survey on Research of the Underactuated Horizontal Bar Gymnastic Robot Dasheng Liu, Guozheng Yan Institute of Medical Precision Engineering and Intelligent System, School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai Received: Mar. 25th, 2016; accepted: Apr. 22nd, 2016; published: Apr. 25th, 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.doczj.com/doc/981812928.html,/licenses/by/4.0/ Abstract The gymnastic robot is a nonlinear, strongly coupled, multi-state underactuated system and be- longs to the natural unstable systems in the stable region. This kind of system can reflect the key problems of many control areas, and a lot of scholars have devoted themselves to the research of controlling the gymnastic robot. This paper reviews the domestic and foreign research on the ho-rizontal bar gymnastic robot. In the paper, the relevant theories and methods of the research on the dynamic modeling and motion control of the gymnastic robot are analyzed and discussed, the control on the swing up, balance, acceleration and giant-swing motion movement of the gymnastic robot is analyzed in detail, furthermore, the existing problems are discussed, and the development trend in the future is prospected. Keywords Gymnastic Robot, Underactuated, Control Strategy, Nonlinear System 欠驱动单杠体操机器人研究综述 刘大生，颜国正 上海交通大学电子信息与电气工程学院医学精密工程及智能系统研究所，上海 收稿日期：2016年3月25日；录用日期：2016年4月22日；发布日期：2016年4月25日
Linux 字符设备基础 字符设备驱动程序在系统中的位置 操作系统内核需要访问两类主要设备，简单的字符设备，如打印机，键盘等；块设备，如软盘、硬盘等。与此对应，有两类设备驱动程序。分别称为字符设备驱动程序和块设备驱动程序。两者的主要差异是：与字符设备有关的系统调用几乎直接和驱动程序的内部功能结合在一起。而读写块设备则主要和快速缓冲存储区打交道。只有需要完成实际的输入／输出时，才用到块设备驱动程序。见下图： Linux 设备驱动程序的主要功能有： ● 对设备进行初始化； ● 使设备投入运行和退出服务； ● 从设备接收数据并将它们送到内核； ● 将数据从内核送到设备； ● 检测和处理设备出现的错误。 当引导系统时，内核调用每一个驱动程序的初始化函数。它的任务之一是将这一设备驱动程序使用的主设备号通知内核。同时，初始化函数还将驱动程序中的函数地址结构的指针送给内核。 内核中有两X 表。一X 表用于字符设备驱动程序，另一X 用于块设备驱动程序。这两X 表用来保存指向file_operations 结构的指针， 设备驱动程序内部的函数地址就保
存在这一结构中。内核用主设备号作为索引访问file_operations结构，因而能访问驱动程序内的子程序。 从开机到驱动程序的载入 系统启动过程中可能出现几种不同的方式检测设备硬件。首先机器硬件启动时BIOS会检测一部分必要的设备，如内存、显示器、键盘和硬盘等等。机器会把检测到的信息存放在特定的位置，如CMOS数据区。而另外某些设备会由设备驱动程序进行检测。 1 开机 2 引导部分（linux/config.h，arch/i386/boot/bootsect.S） 3 实模式下的系统初始化（arch/i386/boot/setup.S） 4 保护模式下的核心初始化 5 启动核心（init/main.c） init函数中函数调用关系如下： main.c init() filesystems.c sys_setup() genhd.c device_setup() mem.c chr_dev_init() 至此，驱动程序驻入内存。 设备驱动程序基本数据结构： struct device_struct 系统启动过程中要登记的块设备和字符设备管理表的定义在文件fs/devices.c中：struct device_struct { const char * name; struct file_operations * fops; }; static struct device_struct chrdevs[MAX_CHRDEV]; static struct device_struct blkdevs[MAX_BLKDEV]; 其实块设备表和字符设备表使用了相同的数据结构。在某些系统中，这些设备表也称作设备开关表，不同的是它们直接定义了一组函数指针进行对设备的管理。而这里系统用文件操作（file_operations）代替了那组开关。文件操作是文件系统与设备驱动程序之间的接口，系统特殊文件在建立的时候并没有把两者对应起来，只是把设备的缺省文件结构和i节点结构赋给设备文件，而真正的对应定义在系统启动之后，当设备被打开时时才进行的。 操作blkdev_open和chrdev_open定义在文件devices.c中，它们的基本功能是当设备文件初次打开时，根据该文件的i节点信息找到设备真正的文件操作接口，然后更新原来的设
无缆自治水下机器人（AUV）研究现状 摘要：从上世纪90年代中期以来，自主式水下航行器(AUV)在海洋科学调查以及军事领域得到越来越广泛的应用。本文主要介绍了AUV的发展现状、应用以及所涉及的基本技术。 1 前言 水下机器入主要分为两大类：一类是有缆水下机器人，习惯称为遥控潜器(Remote Operated Vehicle，简称ROY)；另一类是无缆水下机器人，习惯称为自主式水下潜器(Autonomous Underwater Vehicle，简称AUV)。自治式水下机器人是新一代水下机器人，具有活动范围大、机动性好、安全、智能化等优点，成为完成各种水下任务的重要工具。例如，在民用领域，可用于铺设管线、海底考察、数据收集、钻井支援、海底施工，水下设备维护与维修等；在军用领域则可用于侦察、布雷、扫雷、援潜和救生等。由于无缆水下机器人具有活动范围不受电缆限制，隐蔽性好等优点，所以从60年代中期起，工业界和军方开始对无缆水下机器人发生兴趣。美国华盛顿大学于1973年建成两艘“SPURV”无缆水下机器人，随后又成功地建造了“UARS”无缆水下机器人；世界上第一艘潜深达到6000米的无缆水下机器人是法国人建造的“EPAULARD”；进入90年代，无缆水下机器人技术开始走向成熟. 我国的水下机器人研究也日趋成熟，我国中科院沈阳自动化研究所于1995 年研制CR—01型6000米自治水下机器人，标志着我国自治水下机器人的总体 水平跻身于世界先进行列，使我国成为世界上拥有这项技术和设备的少数国家之一。2008年3月研制的6000米自治水下机器人在某些技术指标上超过了CR— 01型，CR—02型能穿透50米厚的泥层，除了深海复杂环境下的海底矿产资源 调查，CR--02型也可以应用于失事舰船调查和深海科学考察。
编译hello world设备驱动程序详细过程 1、安装与你的开发板相同的内核版本的虚拟机，我的板子内核是2.6.8.1，虚拟机是2.6.9， 一般是虚拟机的内核只能比板子内核新，不能旧 #uanme –a [1](在任何目录下，输入此命令，查看虚拟机的内核版本，我的内核版本是2.6.9) 2、在虚拟机上设置共享目录，我的共享目录在linux下的/mnt/hgfs/share [2]share是自己命名的，我的物理机上，即Windows下的目录是G:/share, 3、在Windows下，把开发板的的交叉开发工具链[3]，内核源码包[4]，复制到物理机的共享目录下[5] 即Windows下的目录是G:/share, 4、#cp /mnt/hgfs/share/cross-3.3.2.tar.bz2 /usr/local/arm [6] 在Linux下，把交叉工具链，复制到/usr/local/arm目录下 5、#cd /usr/local/arm 6、#tar jxvf cross-3.3.2.tar.bz2 [7] 并在当前目录/usr/local/arm下解压它cross-2.95.3.tar.bz2和gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2也是用同样的命令去解压 7、#export PATH=/usr/local/arm/3.3.2/bin:$PATH [8] 安装交叉工具链，在需要使用交叉编译时，只要在终端输入如下命令 #export PATH=/usr/local/arm/版本/bin:$PATH 即可，在需要更改不同版本的工具链时，重新启动一个终端，然后再一次输入上面的命令即可，使用哪个版本的交叉工具链，视你要编译的内核版本决定，编译2.4版本的内核，则用2.95.3版本的交叉工具链，而2.6版本内核的，则要用3.3.2版本的交叉工具链。 8、#cp gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2 /root [9]把内核拷贝到/root目录下， 9、#cd /root 10、#tar gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2 [10] 在/root解压开发板的内核源码压缩包gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2，得到gec2410-linux-2.6.8.1文件夹 11、#cd /root/ gec2410-linux-2.6.8.1 12、#cp gec2410.cfg .config [11] gec2410.cfg文件是广嵌开发板提供的默认内核配置文件，在这里首先把内核配置成默认配置，然后在此基础上用make menuconfig进一步配置，但在这里，不进行进一步的配置，对于内核配置，还需要看更多的知识，在这里先存疑。 13、#make [12]在内核源代码的根目录gec2410-linux-2.6.8.1下用make命令编译内核，注意，先安装交叉工具链，再编译内核，因为这里编译的hello.ko驱动模块最终是下载到开发板上运行的，而不是在虚拟机的Linux系统运行的，如果是为了在虚拟机的Linux系统运行的，则不用安装交叉编译工具链arm-linux-gcc,而直接用gcc,用命令#arm-linux-gcc –v 可以查看当前已经安装的交叉编译工具链的版本。这里编译内核不是为了得到内核的映象文件zImage（虽然会得到内核的映象文件zImage），而是为了得到编译hello.o模块需要相关联，相依赖(depends on)的模块。 14、#cd /root 12、#mkdir hello [13]在/root目录下建立hello文件夹， 13、#cd hel 14 、#vi hello.c [12]编辑hello.c文件,内容是《Linux设备驱动程序》第三版22页的hello world程序。 15、#vi Makefile [13]在hello文件夹下编辑Makefile文件， 16、obj-m := module.o [14] 这是Makefile的内容，为obj-m := module.omodule.o视你编辑的.c文件而定，这里则要写成hello.o，写完后，保存退出。 17、cd /root/hello
一类多自由度欠驱动手臂机器人的控制策略1 赖旭芝o (中南大学自动控制系长沙410083) 摘要针对多自由度欠驱动手臂机器人提出一种模糊逻辑控制、模糊变结构控制和线性二次调节控制相结合的控制策略。首先用模糊逻辑控制实现快速平滑地摇起,然后用模糊变结构控制确保从摇起区进入平衡区,最后用线性二次调节方法平衡它。 关键词欠驱动手臂机器人,模糊控制,变结构控制 0前言 对于n自由度欠驱动手臂机器人的运动控制问题在国内外还是一个新的控制领域。文献[1]探讨了n自由度欠驱动手臂机器人基于部分反馈的运动控制问题,此控制策略理论依据不充分,同时存在在n自由度欠驱动手臂机器人的平衡区难以捕捉到该系统的实际控制问题。这样一来,n自由度欠驱动手臂机器人的摇起控制目标就很难实现。 本文依据n自由度欠驱动手臂机器人动力学方程,从摇起能量需增加的角度出发,推导仅有n-1个驱动装置的摇起控制方案。然后,设计模糊变结构控制器对欠驱动手臂机器人进行系统解耦,来实现从摇起控制到平衡控制的快速过渡控制。最后,用线性二次调节器对它进行平衡控制,以实现n 自由度欠驱动手臂机器人的控制目标。 1模糊逻辑控制器的设计 1.1动力学方程 用广义坐标描述多自由度欠驱动手臂机器人的动力学方程为[2] M(q)&q+C(q,¤q)¤q+g(q)=S(1)其中,q=[q1q2,q n]T,S=[S1S2,S n]T,C(q,¤q)I R n@n为作用在机器人连杆上的哥氏矩阵,g (q)I R n为重力,S I R n为驱动力矩,没有驱动装置的力矩为零,M(q)I R n@n为惯性矩阵。对称正定矩阵。机器人运动方程中的各部分具有下列性质: M(q)是对称正定阵; &M(q)-C(q,¤q)是反对称矩阵。 1.2摇起控制器的设计 n自由度欠驱动手臂机器人的运动控制空间分两个子区间:一个是在不稳定平衡点附近的区域叫平衡区;另一个是除平衡区以外的所有运动空间叫摇起区。 从摇起过程能量增加的角度出发,寻找摇起控制规律。其能量为 E(q,¤q)=T(q,¤q)+V(q)(2) T(q,¤q)为动能,V(q)为热能,它们分别为 T(q,¤q)= 1 2 ¤q T M(q)¤q(3) V(q)=6n i=1V i(q)=6n i=1m i gh i(q),i=1,,,n (4)其中,V i(q)和h i(q)分别为第i杆的势能和质量中心的长度。 在整个摇起区,为满足能量不断增加,能量的导数必须满足下面的条件。 ¤E(q,¤q)\0(5)根据(2)、(3)和(4)式可得 ¤E(q,¤q)=¤q T M(q)&q+1 2 ¤q T¤M(q)¤q+¤V(q)(6) (1)式可改写为 &q=M-1(q)(S-C(q,¤q)¤q-g(q))(7)从(4)式可推出 ¤V(q)=g T(q)¤q(8)把(7)和(8)代入(6)式得 ¤E(q,¤q)=¤q T S+1 2 ¤q T(¤ M(q)-2C(q,¤q))¤q(9)利用¤ M(q)-C(q,¤q)为反对称矩阵,所以有 81 1 o女,1966年生,副教授;研究方向:智能控制,机器人控制和非线性控制;联系人。 (收稿日期:2000-06-27) 国家自然科学基金和湖南省科研专项基金资助项目。
实现如下的功能: --字符设备驱动程序的结构及驱动程序需要实现的系统调用 --可以使用cat命令或者自编的readtest命令读出"设备"里的内容 --以8139网卡为例,演示了I/O端口和I/O内存的使用 本文中的大部分内容在Linux Device Driver这本书中都可以找到, 这本书是Linux驱动开发者的唯一圣经。 ================================================== ===== 先来看看整个驱动程序的入口,是char8139_init(这个函数 如果不指定MODULE_LICENSE("GPL", 在模块插入内核的 时候会出错,因为将非"GPL"的模块插入内核就沾污了内核的 "GPL"属性。 module_init(char8139_init; module_exit(char8139_exit; MODULE_LICENSE("GPL"; MODULE_AUTHOR("ypixunil"; MODULE_DESCRIPTION("Wierd char device driver for Realtek 8139 NIC"; 接着往下看char8139_init( static int __init char8139_init(void {
int result; PDBG("hello. init.\n"; /* register our char device */ result=register_chrdev(char8139_major, "char8139", &char8139_fops; if(result<0 { PDBG("Cannot allocate major device number!\n"; return result; } /* register_chrdev( will assign a major device number and return if it called * with "major" parameter set to 0 */ if(char8139_major == 0 char8139_major=result; /* allocate some kernel memory we need */ buffer=(unsigned char*(kmalloc(CHAR8139_BUFFER_SIZE, GFP_KERNEL; if(!buffer { PDBG("Cannot allocate memory!\n"; result= -ENOMEM;
2014年10月 华长春等：含有测量时延摄动的冷轧机厚控系统控制器设计 53 analysis of predictor-based controllers for discrete-time systems with time-varying actuator delay[J]. Systems & Control Letters ，2013，62(9)：764-769. [19] SUN Jianliang ，PENG Yan ，LIU Hongmin. Coupled dynamic modeling of rolls model and metal model for four high mill based on strip crown control[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering ，2013，26(1)：144-150. 作者简介：华长春(通信作者)，男，1979年出生，博士，教授，博士研究生导师，德国洪堡学者。主要研究方向为非线性控制、网络化控制、遥操作和轧机控制等。 E-mail ：cch@https://www.doczj.com/doc/981812928.html, 于彩霞，女，1989年出生。主要研究方向为非线性网络化控制和轧机控制。 E-mail ： yucaixia1123@https://www.doczj.com/doc/981812928.html, 国家自然科学基金委员会机械工程学科2012/2013年度结题项目简介 强力抓取变位欠驱动拟人机器人手系统研究* 项目负责人：张文增(E-mail ：dingjn@https://www.doczj.com/doc/981812928.html,) 依托单位：清华大学 项目批准号：50905093 1．项目简介 项目旨在研究高自由度、高自适应性、高拟人性、高灵巧操作功能、高可靠性、低控制需求、低成本的欠驱动型拟人机器人手。机器人手在康复工程、极端操作场合、拟人机器人研究领域及社会服务业中都有很好的应用前景和较高的研究价值。 2．主要创新点及主要研究进展 本项目首次提出了主动变位与自适应欠驱动相结合的“变位复合欠驱动”新功能概念，给出了间接自适应手指、直接自适应手指、冗余变位欠驱动手指、间接复合欠驱动手指、直接复合欠驱动手指等的设计理论与优化方法，成功研制了8类变位复合欠驱动机器人手：LISA 手、DISA 手、GCUA-I 手、GCUA-II 手、COSA 手、CDSA 手、HAG 手、PESA 手。具有变位复合欠驱动功能的新型机器人手是优于传统自适应欠驱动手、介于欠驱动手与灵巧手之间的新类别，它们满足抓取性能优越、拟人化好、控制容易、成本低的使用要求，尤其适合在未知复杂环境中使用，或将成为未来机器人手技术的主流。 * 此项目在“第十一届设计与制造前沿国际会议(ICFDM2014)”上作为候选项目推荐参加“国家自然科学基金委员会机械工程学科2012/2013年度优 秀结题项目”的评选。
Linux字符设备驱动（转载） 来源: ChinaUnix博客日期：2008.01.01 18:52(共有0条评论) 我要评论 Linux字符设备驱动（转载） 这篇文章描述了在Linux 2.4下，如何建立一个虚拟的设备，对初学者来说很有帮助。原文地址：https://www.doczj.com/doc/981812928.html,/186/2623186.shtml Linux下的设备驱动程序被组织为一组完成不同任务的函数的集合，通过这些函数使得Windows的设备操作犹如文件一般。在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作，如open ()、close ()、read ()、write () 等。 Linux主要将设备分为二类：字符设备和块设备。字符设备是指设备发送和接收数据以字符的形式进行；而块设备则以整个数据缓冲区的形式进行。字符设备的驱动相对比较简单。 下面我们来假设一个非常简单的虚拟字符设备：这个设备中只有一个4个字节的全局变量int global_var，而这个设备的名字叫做"gobalvar"。对"gobalvar"设备的读写等操作即是对其中全局变量global_var的操作。 驱动程序是内核的一部分，因此我们需要给其添加模块初始化函数，该函数用来完成对所控设备的初始化工作，并调用register_chrdev() 函数注册字符设备： static int __init gobalvar_init(void) { if (register_chrdev(MAJOR_NUM, " gobalvar ", &gobalvar_fops)) { //…注册失败 } else
虚拟设备驱动程序的设计与实现 由于Windows对系统底层操作采取了屏蔽的策略，因而对用户而言，系统变得 更为安全，但这却给众多的硬件或者系统软件开发人员带来了不小的困难，因为只要应用中涉及到底层的操作，开发人员就不得不深入到Windows的内核去编写属 于系统级的虚拟设备驱动程序。Win 98与Win 95设备驱动程序的机理不尽相同，Win 98不仅支持与Windows NT 5.0兼容的WDM(Win32 Driver Mode)模式驱动程序 ，而且还支持与Win 95兼容的虚拟设备驱动程序VxD(Virtual Device Driver)。下面介绍了基于Windows 9x平台的虚拟环境、虚拟设备驱动程序VxD的基本原理和 设计方法，并结合开发工具VToolsD给出了一个为可视电话音频卡配套的虚拟设备 驱动程序VxD的设计实例。 1．Windows 9x的虚拟环境 Windows 9x作为一个完整的32位多任务操作系统，它不像Window 3.x那样依 赖于MS-DOS，但为了保证软件的兼容性，Windows 9x除了支持Win16应用程序和 Win32应用程序之外，还得支持MS-DOS应用程序的运行。Windows 9x是通过虚拟机 VM(Virtual Machine)环境来确保其兼容和多任务特性的。 所谓Windows虚拟机（通常简称为Windows VM）就是指执行应用程序的虚拟环 境，它包括MS-DOS VM和System VM两种虚拟机环境。在每一个MS-DOS VM中都只运 行一个MS-DOS进程，而System VM能为所有的Windows应用程序和动态链接库DLL(Dynamic Link Libraries)提供运行环境。每个虚拟机都有独立的地址空间、寄存器状态、堆栈、局部描述符表、中断表状态和执行优先权。虽然Win16、Win32应用程序都运行在System VM环境下，但Win16应用程序共享同一地址空间， 而Win32应用程序却有自己独立的地址空间。 在编写应用程序时，编程人员经常忽略虚拟环境和实环境之间的差异，一般认为虚拟环境也就是实环境。但是，在编写虚拟设备驱动程序VxD时却不能这样做 ，因为VxD的工作是向应用程序代码提供一个与硬件接口的环境，为每一个客户虚 拟机管理虚设备的状态，透明地仲裁多个应用程序，同时对底层硬件进行访问。这就是所谓虚拟化的概念。 VxD在虚拟机管理器VMM(Virtual Machine Manager)的监控下运行，而VMM 实 际上是一个特殊的VxD。VMM执行与系统资源有关的工作，提供虚拟机环境（能产
一、课程设计目的 Linux 系统的开源性使其在嵌入式系统的开发中得到了越来越广泛的应用，但其本身并没有对种类繁多的硬件设备都提供现成的驱动程序，特别是由于工程应用中的灵活性，其驱动程序更是难以统一，这时就需开发一套适合于自己产品的设备驱动。对用户而言，设备驱动程序隐藏了设备的具体细节，对各种不同设备提供了一致的接口，一般来说是把设备映射为一个特殊的设备文件，用户程序可以像对其它文件一样对此设备文件进行操作。 通过这次课程设计可以了解linux的模块机制，懂得如何加载模块和卸载模块，进一步熟悉模块的相关操作。加深对驱动程序定义和设计的了解，了解linux驱动的编写过程，提高自己的动手能力。 二、课程设计内容与要求 字符设备驱动程序 1、设计目的：掌握设备驱动程序的编写、编译和装载、卸载方法，了解设备文件的创建，并知道如何编写测试程序测试自己的驱动程序是否能够正常工作 2、设计要求： 1) 编写一个简单的字符设备驱动程序，该字符设备包括打开、读、写、I\O控制与释放五个基本操作。 2) 编写一个测试程序，测试字符设备驱动程序的正确性。 3) 要求在实验报告中列出Linux内核的版本与内核模块加载过程。 三、系统分析与设计 1、系统分析 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能: 1、对设备初始化和释放； 2、把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据； 3、读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据； 4、检测和处理设备出现的错误。 字符设备提供给应用程序的是一个流控制接口，主要包括op e n、clo s e（或r ele as e）、r e ad、w r i t e、i o c t l、p o l l和m m a p等。在系统中添加一个字符设备驱动程序，实际上就是给上述操作添加对应的代码。对于字符设备和块设备，L i n u x内核对这些操作进行了统一的抽象，把它们定义在结构体fi le_operations中。 2、系统设计： 、模块设计：
水下机器人智能控制技术 机械工程学院张杰189020008 智能水下机器人作为一个复杂的系统集成了人工智能水下目标的探测和识别、数据融蛤智能控制以及导航和通信各子系统是一个可以在复杂海洋环境中执行各种军用和民用任务的智能化无人平台。目前主要采用的智能控制方法有：模糊控制、神经网络控制、专家控制、自适应控制、PID调节器、滑模控制等。本文比较全面地查阅了水下机器人运动控制理论相关的文献，阐述了几种主要控制方法的基本原理，给出了控制器结构的设计方法，对水下机 器人运行控制方法的选取、控制器的设计具有较好的参考意义。 水下机器人的运动控制是其完成特定任务的前提和保障，是水下机器人关键技术之一。 随着水下机器人应用范围的扩大，对其自主性，运动控制的精度和稳定性的要求都随之增 加，如何提高其运动控制性能就成了研究的一个重要课题。导致AUV难于控制的主要因素包括：①水下机器人高度的非线性和时变的水动力学性能；②负载的变化引起重心和浮心的改变；③附加质量较大，运动惯性较大，不能产生急剧的运动变化；④难于获得精确的水动力系数；⑤海流的干扰。这些因素使得AUV的动力学模型难以准确，而且具有强耦合和非线性的特点。目前已被采用的控制方法有：模糊控制、神经网络控制、专家控制、PID控制、自适应控制、S面控制等。 智能控制是一个由人工智能自动控制和运筹学的交叉构成的交叉学科近年来,智能控制技术成为水下机器人发展的一个重要技术水下机器人难于控制的原因有几个方面,水下机器人在运行中收到海流等外界极不稳定环境因素的干扰,使其控制变得更加困难;水下机器人各项参数的高度的非线性的特点;水下机器人的水动力性能在不同的海洋环境下会改变较明显;海底水下机器人水动力系数难以测量,不能获得一个较为准确的数据;水下机器人体积大质量大,因此所受惯性大,运动变化难以在较短的时间内实现;水下机器人在运动过程中重心和浮心易改变会引起控制较为困难等智能控制如果能用在水下机器人,可以更好的使其适应复杂的海洋环境。 智能控制系统的类型
如何编写Linux设备驱动程序 Linux是Unix操作系统的一种变种，在Linux下编写驱动程序的原理和思想完全类似于其他的Unix系统，但它dos或window环境下的驱动程序有很大的区别。在Linux环境下设计驱动程序，思想简洁，操作方便，功能也很强大，但是支持函数少，只能依赖kernel中的函数，有些常用的操作要自己来编写，而且调试也不方便。本文是在编写一块多媒体卡编制的驱动程序后的总结，获得了一些经验，愿与Linux fans共享，有不当之处，请予指正。 以下的一些文字主要来源于khg，johnsonm的Write linux device driver，Brennan's Guide to Inline Assembly，The Linux A-Z，还有清华BBS上的有关device driver的一些资料. 这些资料有的已经过时，有的还有一些错误，我依据自己的试验结果进行了修正. 一、Linux device driver 的概念 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能： 1）对设备初始化和释放； 2）把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据； 3）读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据； 4）检测和处理设备出现的错误。 在Linux操作系统下有两类主要的设备文件类型，一种是字符设备，另一种是块设备。字符设备和块设备的主要区别是：在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/O一般就紧接着发生了，块设备则不然，它利用一块系统内存作缓冲区，当用户进程对设备请求能满足用户的要求，就返回请求的数据，如果不能，就调用请求函数来进行实际的I/O操作。块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的，以免耗费过多的CPU时间来等待. 已经提到，用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道。每个设备文件都都有其文件属性(c/b)，表示是字符设备还是块设备。另外每个文件都有两个设备号，第一个是主设备号，标识驱动程序，第二个是从设备号，标识使用同一个设备驱动程序的不同的硬件设备，比如有两个软盘，就可以用从设备号来区分他们。设备文件的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号一致，否则用户进程将无法访问到驱动程序. 最后必须提到的是，在用户进程调用驱动程序时，系统进入核心态，这时不再是抢先式调度。也就是说，系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他的工作。如果你的驱动程序陷入死循环，不幸的是你只有重新启动机器了，然后就是漫长的fsck。 二、实例剖析 我们来写一个最简单的字符设备驱动程序。虽然它什么也不做，但是通过它可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理.把下面的C代码输入机器，你就会获得一个真正的设备
水下机器人的发展现状 摘要:介绍了国内外典型水下机器人的性能特点,阐述了国内外水下机器人发展的历史及现状,总结了水下机器人发展中存在的一些关键问题,并对未来水下机器人领域的发展动向作出了展望. 0引言 机器人技术是集运动学与动力学理论、机械设计与制造技术、计算机硬件与软件技术、控制理论、电动伺服随动技术、传感器技术、人工智能理论等科学技术为一体的综合技术.它的研究与开发标志着一个国家科学技术的发展水平,而其在各种机械领域的普及应用,则显示了这个国家的经济和科技发展的实力.世界上许多国家为了推进本国的机器人开发事业,打入竞争日益激烈的国际高科技市场,不惜投入巨大的人力、财力来推动机器人技术的发展,开发出了许多类型的机器人.机器人的应用领域也逐渐从人工环境扩展到了水下和宇宙.随着人口数量的增长和科学技术水平的不断提高,人类已把海洋作为生存和发展的新领域,海洋的开发与利用已经成为决定一个国家兴衰的基本因素之一.从而使水下机器人具有更加广阔的应用前景.水下机器人设计是一项综合性的复杂工程,技术密集度高,是公认的高科技,它的研制水平体现了一个国家的综合技术力量. 水下机器人一般可以分为两大类:一类是有缆水下机器人,
习惯称为遥控潜水器(RemoteOperatedVehicle,简称ROV);另一类是无缆水下机器人,习惯称为自治潜水器(AutonomousUnderwaterVehicle,简称AUV).此外,按使用的目的分,有水下调查机器人(观测、测量、试验材料的收集等)和水下作业机器人(水下焊接、拧管子、水下建筑、水下切割等作业);按活动场所分,有海底机器人和水中机器人. 水下机器人在20世纪50年代初诞生时,由于所涉及的新技术还不够成熟,电子设备的故障率高,通信的匹配以及起吊回收等问题没有很好解决,因此发展不快,没有受到人们的重视.到了60年代,国际上开始两大开发技术,即宇宙和海洋开发,促使远距离操纵型机器人得到了很快的发展，到了80年代,由于海洋开发与军事上的需要,尤其是水下机器人本体所需的各种材料及技术已得到了较好的解决,水下机器人才得到了很大发展,开发出了一批能工作在各种不同深度,进行多种作业的机器人,可用于石油开采、海底矿藏调查、救捞作业、管道敷设和检查、电缆敷设和检查、海上养殖、江河水库的大坝检查及军事等领域.目前，水下机器人大部分是框架式和类似于潜艇的回转细长体，随着仿生科技技术的不断发展，仿生鱼形态甚至是运动方式的水下机器人将会不断发展。水下机器人工作在充满未知和挑战的海洋环境中，风、浪、流、深水压等各种复杂的海洋环境对机器人的运动和控制干扰严重，使得水下机器人的通信和导航定位十分困难，这是与陆地机器人最大的
水下机器人ROV：大坝安全隐患检测 随着科技的进步，水下机器人ROV越来越接近我们的工作和生活，水下机器人要具备工业机器人的所有特点外，还要有良好的密封和抗腐蚀性能，随着水下机器人ROV的应用，人类可以进行更多的水下资源开发，如海洋能源、陆地河流、湖泊资源等，并且水下机器人ROV可以装备各种机械手，水下工具等进行水下作业。它已广泛应用与海洋工程、海洋军事和水下工程的各个领域，本文着重讲述水下机器人在大坝安全检测中的应用。 目前，水下机器人ROV配备有先进的导航、定位、推进和控制等设备，因而可以准确的到达预定的位置，最重要的，它可以到达潜水员无法到达的深度，替代潜水员，水下的危险环境不会危及人的生命安全，操作人员只要在水面进行操作就可以了。 通过水下机器人ROV遥控操作，可实现水下全方位扫描检测，重点部位可以“驻足”观测，不仅可以快速检测到大坝的整体情况，而且可以仔细检查局部病变的细节。ROV上搭载的的水下摄像机进行大坝表面状态如破损、裂缝等检测，并用激光尺度仪对破损尺度进行评估；用高分辨率图像声呐对堤坝表面进行三维测量；用剖面声呐对大坝内部进行三维检测；ROV载体携带上述探测仪器进行思维运动，实现对大坝的全覆盖扫描检测。 设备配置 一个框架式、模块化水下遥控式机器人（ROV）作为载体； 导航仪包括：罗经、测深仪、测高测距声呐、多普勒测速仪和推进器等。 探测仪包括：水下摄像机、高分辨率图像声呐、剖面声呐、多波束声呐等，还可以 搭载磁探仪、阴极保护测量装置等。 水面控制计算机通过脐带缆对ROV实施操作控制。 主要技术指标 最大巡检速度1米/s 最大下潜工作深度150米 运动模式：四自由度（前后、上下、左右和旋转） 长基线水声定位系统可对ROV水下位置定位，定位精度优于20cm。 高分辨率图像声呐高频图像声呐用于浑水环境下表面破损的成像探测与测量。 高分辨率剖面声呐剖面声呐的作用是发射可透射到坝体内部的声波，并接受由坝体中反向散射的声信号，据此对内部的缺陷进行测量、分析和定位。 水下摄像机在清水环境下，可以很高的分辨率观测堤坝及其他水下结构物表面的破损、缺陷、裂缝和腐蚀等状况。 大力金刚机器人ROV配备的摄像机是水下专用的数字CCD彩色摄像机，光学照度0.1lux，水下工作深度一般为300米，性能稳定，操作方便，大坝检测得心应手，如有更高需求可订制。
编写字符设备驱动框架的步骤 Step 1: 申请设备号（主要是申请主设备号） 有两种方式: ⑴静态申请 通过下面这个函数实现： int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name); /* register_chrdev_region() - register a range of device numbers * @from: the first in the desired range of device numbers; must include * the major number. * @count: the number of consecutive device numbers required * @name: the name of the device or driver. * * Return value is zero on success, a negative error code on failure.*/ 这种方式主要用于，驱动开发者事先知道该驱动主设备号的情况。 ⑵动态申请 通过下面这个函数实现： int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name) /* alloc_chrdev_region() - register a range of char device numbers * @dev: output parameter for first assigned number * @baseminor: first of the requested range of minor numbers * @count: the number of minor numbers required * @name: the name of the associated device or driver * * Allocates a range of char device numbers. The major number will be * chosen dynamically, and returned (along with the first minor number) * in @dev. Returns zero or a negative error code.*/ 这种方式由系统动态分配一个设备号，返回的设备号保存在参数dev中。 Step 2 :注册字符设备 在linux 内核中用struct cdev表示一个字符设备。 字符设备的注册与注销分别通过下面的两个函数来实现： int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)； /** * cdev_add() - add a char device to the system * @p: the cdev structure for the device * @dev: the first device number for which this device is responsible * @count: the number of consecutive minor numbers corresponding to this * device * * cdev_add() adds the device represented by @p to the system, making it * live immediately. A negative error code is returned on failure.