01
课程导论与开发环境搭建
运动控制概述 · 联合仿真概念 · MATLAB/Simulink & Python环境 · Git基础
环境配置入门
02
运动控制基础理论
坐标系与变换 · 刚体运动学 · 正逆运动学 (2R机械臂)
理论坐标变换
03
Simulink基础与建模
界面介绍 · 常用模块库 · 电机传递函数 · 信号与总线
Simulink建模
04
Python基础与科学计算
Anaconda环境 · NumPy数组 · Matplotlib可视化
PythonNumPy
05
机器人工具箱入门
Robotics Toolbox · DH参数 · 模型可视化与示教
工具箱机器人
06
轨迹规划基础
梯形/S形速度规划 · 多项式插值 · Simulink实现
轨迹插值
07
PID控制算法
连续/离散PID · 位置式/增量式 · 调参 · 抗积分饱和
PID控制
08
Simulink与Python联合仿真基础
MATLAB引擎API · 数据传输 · 联合仿真示例
联合仿真API
09
基于模型的开发(MBD)流程
需求分析 · 模型设计 · 代码生成 · V模型
MBD流程
10
硬件在环(HIL)仿真概念
HIL原理 · 实时目标机 · I/O接口配置
HIL实时
11
STM32微控制器基础
选型 · CubeMX · HAL库 · GPIO与定时器
STM32嵌入式
12
电机驱动与编码器接口
L298N/DRV8833 · 增量式编码器 · PWM生成
电机编码器
13
传感器数据采集
ACS712电流 · 电压采集 · MPU6050 (I2C)
传感器I2C
14
STM32与Simulink代码生成
Embedded Coder · 模型配置 · 自动部署
代码生成STM32
15
通信协议：串口与自定义协议
UART · 帧头/校验 · Python与STM32通信
串口协议
16
CAN总线通信
CAN协议 · STM32 CAN · CANopen · Simulink CAN
CAN总线
17
实时操作系统(FreeRTOS)基础
任务/队列/信号量 · STM32移植
FreeRTOS实时
18
位置控制实现
PID位置环 · Simulink生成代码 · STM32闭环
位置控制闭环
19
速度控制实现
PID速度环 · 代码生成 · STM32速度闭环
速度环PID
20
电流控制实现 (FOC)
FOC基础 · Clark/Park变换 · SVPWM · Simulink模型
FOC电流环
21
多轴联动控制
插补原理 · 多轴同步 · STM32多轴实现
多轴插补
22
力/力矩控制
阻抗控制 · 力位混合 · Simulink力控制仿真
力控制阻抗
23
视觉伺服控制基础
相机标定 · OpenCV · 视觉引导抓取仿真
视觉OpenCV
24
模型预测控制(MPC)入门
MPC原理 · 二次规划 · MPC Toolbox · 控制器设计
MPC预测
25
联合仿真综合案例1：单关节伺服
Python轨迹规划 → Simulink电机 → 代码生成 → STM32
综合案例伺服
26
联合仿真综合案例2：2R机械臂轨迹跟踪
Python逆运动学 → Simulink多轴 → 硬件部署
机械臂轨迹
27
联合仿真综合案例3：移动机器人运动控制
差速驱动 · 里程计 · Simulink仿真与部署
移动机器人差速
28
性能测试与调优
响应/稳态误差 · 带宽测试 · Parameter Estimation
调优性能
29
故障诊断与保护
过流/过压 · 堵转检测 · 故障注入 · 看门狗
故障保护
30
课程总结与进阶方向
核心回顾 · ROS2/EtherCAT · 职业发展建议
总结进阶