底盘控制策略 · 从零到精通

📚 共计 30 章节

底盘控制概述

定义、发展历程、核心组成（执行器、传感器、控制器）、应用场景（汽车、机器人）

坐标系与运动学基础

世界/车体坐标系、坐标变换、刚体运动学、阿克曼与差速转向模型

运动学数学

传感器原理与数据处理

轮式编码器、IMU、磁力计、互补滤波数据融合

传感器滤波

执行器控制基础

直流电机、PWM调速、H桥驱动、舵机控制原理

执行器驱动

PID控制理论入门

开/闭环控制、P/I/D作用、PID数学表达式

位置式PID与增量式PID

算法实现、区别选型、积分饱和与抗积分饱和

PID参数整定方法

Ziegler-Nichols、临界比例度、衰减曲线、自动整定

电机速度闭环控制

速度环PID、编码器测速(M/T法)、速度环调试

电机速度环

电机位置闭环控制

位置环PID、梯形速度规划、串级控制

位置环串级

底盘运动学模型建立

两轮差速、四轮阿克曼、前轮转向模型推导

建模运动学

底盘里程计计算

编码器里程计、航迹推算、误差分析与校准

里程计定位

底盘控制指令解析

线速度/角速度映射、指令限幅平滑、急停安全

底盘底层通信协议

CAN总线、UART、自定义协议(帧头/尾/校验)

底盘状态机设计

系统状态定义、转换逻辑、状态机代码实现

状态机架构

底盘故障诊断与保护

过流过温保护、堵转检测、通信超时、故障码上报

底盘实时操作系统基础

FreeRTOS任务/优先级、队列、信号量、定时器

底盘控制任务调度

控制周期划分(1/10/100ms)、优先级分配、看门狗

底盘标定与校准

编码器零位、IMU零偏、舵机中位、机械参数测量

底盘控制参数存储

EEPROM/Flash读写、参数校验恢复、在线修改

底盘仿真环境搭建

MATLAB/Simulink模型、传感器噪声、算法验证

底盘硬件在环测试

HIL原理、测试用例设计、自动化脚本

底盘控制性能指标

响应时间、超调量、稳态误差、跟踪误差、鲁棒性

高级控制算法入门

LQR、MPC简介、模糊控制基础

底盘轨迹跟踪控制

Pure Pursuit、Stanley、前馈+反馈控制

横向与纵向控制解耦

横向转向、纵向速度、耦合分析与解耦策略

多底盘协同控制

主从控制、分布式架构、一致性算法

底盘控制软件架构设计

分层架构(应用/算法/驱动)、模块化、接口规范

底盘控制代码优化

定点数、查表法、内存优化、可移植性设计

优化嵌入式

底盘实车调试

逻辑分析仪、示波器、数据记录、问题排查

底盘控制项目实战

需求分析→系统集成、完整开发流程、文档规范