01
FreeRTOS与运动控制概述
RTOS基础概念 · 运动控制实时性需求 · FreeRTOS优势
实时系统入门
02
任务创建与管理
任务API详解 · 优先级设计 · 状态切换 · 删除挂起
任务核心
03
任务调度机制
抢占式调度 · 时间片轮转 · 调度器启动 · 空闲钩子
调度内核
04
队列通信
队列创建/发送/接收 · 超时机制 · 运动指令传递 · 多任务同步
IPC队列
05
信号量与互斥量
二值/计数/互斥信号量 · 优先级反转 · 死锁预防
同步互斥
06
事件组与任务通知
事件组创建/等待 · 事件位操作 · 任务通知替代 · 轻量同步
事件通知
07
软件定时器
定时器创建/启动 · 回调函数 · 运动控制周期任务 · 精度分析
定时器周期
08
中断管理
中断嵌套 · 延迟中断处理 · 中断与任务同步 · 临界区
中断实时
09
内存管理
heap_1~heap_5对比 · 动态/静态分配 · 碎片优化
内存优化
10
任务堆栈与MPU保护
堆栈溢出检测 · 大小估算 · MPU配置 · 安全关键应用
堆栈MPU
11
运动控制基础
步进/伺服驱动 · 脉冲方向接口 · 编码器反馈
电机驱动
12
梯形加减速算法
速度曲线规划 · 加速/匀速/减速 · 参数整定
算法梯形
13
S形加减速算法
S曲线数学模型 · 分段实现 · 平滑性对比 · 项目应用
S曲线平滑
14
多轴协同运动
多轴同步 · 电子齿轮 · 电子凸轮 · 插补基础
多轴协同
15
位置闭环控制
PID原理 · 位置环设计 · 速度前馈 · 抗饱和
闭环位置
16
速度闭环控制
速度环采样 · PI整定 · 滤波器 · 转矩前馈
速度环PI
17
电流环与FOC基础
电流采样 · Clark/Park变换 · SVPWM · FreeRTOS实现
FOC电流环
18
运动控制状态机
状态机设计 · 空闲/运行/报警 · 任务实现
状态机架构
19
轨迹规划与插补
直线/圆弧插补 · B样条 · 插补周期与优先级
插补轨迹
20
实时通信协议
CANopen · EtherCAT · Modbus RTU · 自定义协议
通信协议
21
传感器融合
加速度计/陀螺仪 · 互补/卡尔曼滤波 · 姿态估计
传感器融合
22
力控与柔顺控制
力传感器接口 · 阻抗/导纳控制 · 力位混合
力控柔顺
23
视觉引导运动控制
相机标定 · 手眼标定 · 视觉伺服 · 任务协同
视觉引导
24
多任务实时性分析
执行时间测量 · 响应分析 · WCET · 调度可行性
实时性分析
25
性能优化技巧
动态优先级 · 中断频率优化 · 缓存一致性 · DMA
优化性能
26
调试与诊断
内核调试 · 栈监控 · 运行时统计 · Tracealyzer
调试诊断
27
安全与故障处理
看门狗 · 心跳任务 · 故障注入 · 安全恢复
安全故障
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低功耗设计
Tickless模式 · 任务休眠 · 外设电源管理 · 电池供电
低功耗Tickless
29
多核与AMP架构
SMP/AMP区别 · 核间通信 · 资源分区 · 异构多核
多核AMP
30
综合项目实战
六轴机械臂 · CNC雕刻机 · AGV小车 · 无人机飞控
实战项目