01
模块接入基础
认识常见控制模块（继电器、电机驱动、传感器），模块接口类型（GPIO、I2C、SPI、UART），模块选型原则。
接口选型
02
硬件连接与电气特性
模块供电要求，电平匹配与逻辑转换，上拉/下拉电阻配置，防反接与保护电路设计。
电气保护
03
驱动库与初始化
Python库（RPi.GPIO、smbus、spidev）安装与导入，模块初始化流程，设备地址与寄存器映射。
Python驱动
04
参数调优方法论
PID控制原理，参数（Kp、Ki、Kd）对系统的影响，手动整定与自动整定方法，响应曲线分析。
PID整定
05
实战：直流电机闭环调速
硬件搭建，PWM生成，编码器反馈读取，PID速度控制实现，参数调优与波形分析。
电机闭环
06
实战：温湿度传感器数据采集
I2C通信协议，传感器驱动编写，数据滤波与校准，异常值处理。
I2C滤波
07
实战：舵机角度精确控制
PWM脉宽与角度映射，角度闭环控制，抖动消除与平滑处理。
舵机PWM
08
实战：步进电机位置控制
驱动器配置，细分设置，加减速曲线规划，位置闭环与堵转检测。
步进细分
09
实战：多传感器数据融合
卡尔曼滤波入门，加速度计与陀螺仪数据融合，姿态解算基础。
融合姿态
10
实战：远程控制与参数下发
MQTT协议接入，云端参数调优，OTA固件升级策略。
MQTTOTA
11
模块接入进阶
中断与事件驱动，DMA传输，实时性优化（RTOS基础）。
中断RTOS
12
参数调优进阶
自适应PID，模糊控制，神经网络控制入门。
自适应模糊
13
故障诊断与日志
模块通信故障排查，参数异常检测，日志系统设计。
诊断日志
14
安全与可靠性
看门狗定时器，电源监控，冗余设计。
看门狗冗余
15
项目实战：智能小车底盘控制
多模块协同，运动学模型，参数整定与调试。
小车运动学
16
项目实战：机械臂关节控制
多轴联动，轨迹规划，力/位混合控制。
机械臂轨迹
17
项目实战：四轴飞行器姿态控制
飞控原理，传感器融合，PID调参。
飞控姿态
18
项目实战：智能家居网关
多协议接入，场景联动，参数自适应。
网关场景
19
项目实战：工业PLC替代方案
基于树莓派的软PLC，IEC 61131-3标准，实时以太网。
PLC树莓派
20
项目实战：水下机器人推进器控制
防水处理，电机驱动，深度与航向控制。
水下推进器
21
模块接入高级话题
FPGA协处理，高速数据采集，时间敏感网络。
FPGATSN
22
参数调优高级话题
基于强化学习的参数优化，遗传算法调参，贝叶斯优化。
强化学习贝叶斯
23
测试与验证
单元测试框架，硬件在环仿真，压力测试。
测试HIL
24
文档与版本管理
模块数据手册解读，参数配置表管理，Git版本控制。
Git文档
25
团队协作与代码规范
代码审查，模块接口标准化，持续集成。
CI规范
26
行业应用案例
农业自动化（灌溉控制），医疗设备（输液泵控制），机器人（AGV导航）。
农业医疗
27
前沿技术
边缘AI控制，数字孪生，5G URLLC。
边缘AI数字孪生
28
综合大作业
自主选题，方案设计，硬件搭建，软件实现，报告撰写。
项目综合
29
课程总结与回顾
知识体系梳理，常见问题解答，学习路径推荐。
总结路径
30
未来展望
控制技术发展趋势，职业发展建议，开源社区参与。
趋势开源