01
运动控制概述
什么是运动控制 · 系统组成 · 开环与闭环 · 实时性要求
基础概念
02
硬件平台选型
MCU/DSP/FPGA对比 · 伺服与步进驱动器 · 编码器与传感器
硬件选型
03
实时操作系统(RTOS)基础
FreeRTOS任务创建与调度 · 优先级与堆栈 · 中断管理
RTOSFreeRTOS
04
电机控制原理
直流有刷PWM调速 · H桥驱动 · 电流采样与限流保护
电机驱动
05
PID控制算法
位置式/增量式PID · 临界比例度法 · 积分饱和与抗积分饱和
算法调参
06
编码器数据采集
正交编码器原理 · STM32定时器编码器模式 · M/T/M-T法测速
编码器测速
07
S曲线加减速算法
梯形vs S曲线 · 数学模型 · 离散化实现
轨迹加减速
08
位置控制模式
电子齿轮比 · 位置环PID · 跟随误差分析与补偿
位置环精度
09
速度控制模式
速度环前馈 · 带宽设计 · 速度波动抑制
速度环前馈
10
扭矩控制模式
电流环PI调节 · 力矩线性度校准 · 堵转与过流保护
扭矩电流环
11
多轴联动控制
直线/圆弧插补 · T型S型速度前瞻 · 轮廓误差控制
插补多轴
12
现场总线通信
CANopen协议栈 · PDO/SDO · 同步周期与抖动控制
CANopen总线
13
EtherCAT从站实现
数据帧结构 · ESC配置 · 分布式时钟同步
EtherCAT实时
14
上位机通信协议
Modbus RTU/TCP · 自定义二进制协议 · CRC与超时重传
通信协议
15
状态机与任务调度
运动控制状态机(空闲/运行/急停/回零) · FSM实现
状态机调度
16
回零与限位逻辑
绝对值/增量式回零 · 正负限位 · 软件与硬件限位
回零限位
17
安全保护机制
急停信号 · 软硬件看门狗 · 温度与过流保护
安全保护
18
数据记录与调试
环形缓冲区 · 虚拟示波器 · 参数在线整定
调试工具
19
轨迹规划进阶
B样条 · NURBS插补 · 前瞻速度规划
轨迹NURBS
20
振动抑制技术
陷波滤波器 · 低通/移动平均 · 加速度前馈补偿
振动滤波
21
龙门同步控制
主从跟随 · 交叉耦合(CCC) · 同步误差补偿
龙门同步
22
无刷直流电机(BLDC)控制
六步换相 · FOC矢量控制 · SVPWM调制
BLDCFOC
23
步进电机闭环控制
失步检测 · 闭环步进策略 · 细分驱动与电流控制
步进闭环
24
直线电机控制
直线电机特点 · 推力波动补偿 · 动子位置检测与换向
直线电机换向
25
视觉引导运动控制
相机/手眼标定 · 视觉定位纠偏 · 飞拍与动态跟随
视觉标定
26
力控与柔顺控制
力传感器接口 · 阻抗/导纳控制 · 恒力打磨与装配
力控柔顺
27
多处理器协同
主从架构 · 共享内存/双口RAM · 核间中断与数据同步
多核协同
28
系统可靠性设计
冗余设计(双通道编码器) · EMC布线 · 故障诊断与日志
可靠性EMC
29
性能测试与优化
阶跃响应/带宽测试 · 轨迹跟踪精度 · 代码执行时间优化
测试优化
30
综合项目实战
三轴平台搭建 · 硬件接线到算法调试 · 常见问题与方案
实战综合