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8. STM32机器人电机闭环：PWM、编码器反馈和PID调速

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 核心概念 · 整体框架
课程导入学习目标
02
直流电机基础
直流电机工作原理 · 有刷与无刷区别 · 电机驱动方式（H桥
直流电机基础直流电机工作原理
03
PWM调速原理
PWM信号生成 · 占空比与平均电压关系 · STM32定时器输出PWM配置
PWM调速原理
04
编码器基础
增量式编码器与式编码器原理 · 分辨率 · AB相输出信号
编码器基础增量式编码器
05
STM32编码器接口模式
定时器编码器模式配置 · 计数方向判断 · 如何读取编码器数值
STM32编码器接口模式
06
电机速度测量
通过编码器脉冲计算转速（RPM） · 单位换算 · 滤波与去抖
电机速度测量RPM
07
PID控制理论
比例 · 积分 · 微分作用
PID控制理论
08
PID参数整定方法
手动整定 · Ziegler-Nichols法 · 临界比例法
PID参数整定方法
09
STM32 PID实现
PID结构体定义 · 计算函数 · 输出限幅
STM32PID
10
闭环调速系统架构
速度环 · 电流环 · 位置环概念
闭环调速系统架构速度环
11
硬件连接与电路设计
STM32 · 电机驱动 · 编码器
硬件连接电路设计
12
软件工程结构
代码模块划分（motor.c/h · encoder.c/h · pid.c/h）
软件工程结构motor.c/h
13
定时器PWM输出实战
使用STM32CubeMX配置定时器… · 生成可调占空比信号
PWM定时器
14
编码器读取实战
使用STM32CubeMX配置编码器… · 读取并显示计数
编码器读取实战STM32CubeMX
15
速度计算与显示
通过串口或OLED显示实时转速 · 验证编码器数据准确性
速度计算显示
16
开环调速实验
手动调节PWM占空比 · 观察转速变化 · 理解开环局限
开环调速实验PWM
17
闭环调速实验
实现PID速度闭环 · 设定目标转速 · 观察响应曲线
闭环调速实验PID
18
PID参数调试实战
通过串口或上位机实时调节Kp · Ki · Kd
PID参数调试实战
19
常见问题与解决
电机不转 · 编码器读数异常 · PID振荡
常见问题解决
20
抗干扰与滤波
编码器信号抖动处理 · 低通滤波 · 中值滤波
抗干扰滤波
21
多电机协调控制
双电机差速驱动 · 速度同步 · PID参数一致性
多电机协调控制双电机差速驱动
22
位置控制扩展
从速度环到位置环 · 实现电机精确角度控制
位置控制扩展从速度环到位置环
23
PID优化技巧
前馈控制 · 死区补偿 · 变速积分
PID优化技巧
24
实时性与中断设计
定时器中断 · 编码器中断 · PID计算频率选择
实时性断设计
25
上位机与调试工具
串口助手 · 虚拟示波器 · STMStudio
上位机调试工具
26
综合实战
搭建一个两轮机器人平台 · 实现直线行驶与速度调节
综合实战搭建一个两轮机器…
27
性能评估与测试
阶跃响应 · 稳态误差 · 超调量
性能评估测试
28
项目总结与扩展
从速度闭环到更复杂的运动控制 · 如PID+MPU6050
项目总结扩展
29
课程答疑与常见误区
PID参数正负 · 编码器方向 · PWM频率选择等
课程答疑常见误区
30
结课项目与考核
设计一个带闭环调速的电机模块 · 完成功能演示与报告
结课项目考核