电机控制 · 嵌入式系统架构

📘 30章 完整路径

🎯 点击章节卡片跳转对应课程文件 (01.html ~ 30.html)

⚙️ 从基础到实战
电机控制的发展历程、应用领域(工业、汽车、机器人)、课程整体架构与学习路径。
直流电机工作原理、等效电路模型、转矩与转速特性、机械特性曲线。
H桥电路原理、PWM调速原理、死区时间与保护、MOSFET选型要点。
PID控制原理、速度环与电流环设计、PI参数整定方法(Ziegler-Nichols)。
BLDC结构、反电动势与换相逻辑、六步换相法、霍尔传感器应用。
方波驱动与正弦波驱动对比、FOC基本思想、Clark与Park变换。
电流环解耦控制、SVPWM原理、MTPA(最大转矩电流比)控制。
PMSM数学模型、弱磁控制、高速区控制策略、无传感器控制概述。
步进电机类型(永磁式、反应式、混合式)、驱动方式(全步、半步、微步)、加减速曲线。
电流采样(分流器、霍尔电流传感器)、位置传感器(编码器、旋转变压器)、速度估算。
ARM Cortex-M架构、STM32系列选型、时钟系统与复位电路、GPIO与中断系统。
高级定时器特性、互补PWM输出、刹车功能、死区插入。
逐次逼近型ADC原理、多通道采样、DMA传输、DAC用于参考电压生成。
UART用于调试与参数配置、SPI用于传感器与驱动器通信、I2C用于EEPROM与温度传感器。
CAN总线在电机控制中的应用、CANopen协议栈、EtherCAT与实时以太网简介。
FreeRTOS任务管理、任务优先级与调度、临界区与同步机制。
任务划分(控制环、通信、监控)、消息队列与事件标志组、看门狗与安全。
分层架构(HAL、驱动层、算法层、应用层)、状态机设计、模块化编程。
电流采样时序、PI调节器离散化、抗积分饱和、电流环带宽设计。
速度估算方法(M法、T法、MT法)、位置环前馈控制、轨迹规划(梯形、S形曲线)。
反电动势观测器(滑模观测器、龙伯格观测器)、高频注入法、启动策略。
低通滤波器设计(一阶、二阶)、陷波滤波器用于谐振抑制、卡尔曼滤波简介。
电阻、电感、反电动势常数辨识、转动惯量辨识、在线参数更新。
过流、过压、过温保护、缺相检测、故障记录与恢复策略。
传导发射与辐射发射、PCB布局要点(功率地与信号地)、屏蔽与滤波。
功率器件热模型、散热器设计、结温估算、降额使用。
示波器使用技巧(PWM测量、电流波形分析)、逻辑分析仪、电机调试上位机。
直流有刷电机速度控制项目(需求分析、硬件选型、软件设计、调试)。
BLDC无刷电机FOC控制项目(硬件设计、FOC库移植、调参、性能测试)。
电机控制技术趋势(SiC/GaN器件、AI在电机控制中的应用)、职业发展建议。