一、方案設計(ji)及選(xuan)型階段(duan)：

      采用伺服控(kong)(kong)制(zhi)器來(lai)驅動(dong)(dong)電機轉(zhuan)動(dong)(dong)是(shi)工(gong)控(kong)(kong)領域常用的控(kong)(kong)制(zhi)方案，大(da)部分是(shi)需要(yao)控(kong)(kong)制(zhi)電機轉(zhuan)動(dong)(dong)或設備(bei)行(xing)走到(dao)具體的位(wei)置(zhi)，在選(xuan)型之前，我們需要(yao)了解驅動(dong)(dong)控(kong)(kong)制(zhi)的原理(li)，如下：

      這里(li)我們就需(xu)要生(sheng)成PWM波形及輸出DIR信號來控(kong)制(zhi)伺服驅動器(qi)(qi)，推(tui)薦使用(yong)(yong)帶FPU和(he)定時器(qi)(qi)編(bian)碼器(qi)(qi)接口的(de)型號（如STM32F407，主打一個量大便宜），PWM采(cai)用(yong)(yong)高(gao)級(ji)定時器(qi)(qi)（TIM1/TIM8），支持互補輸出和(he)死(si)區控(kong)制(zhi)，用(yong)(yong)于驅動H橋。編(bian)碼器(qi)(qi)反(fan)饋信號則可(ke)采(cai)用(yong)(yong)TIM2/TIM3/TIM4/TIM5，讀取增量式編(bian)碼器(qi)(qi)ABZ信號。

      二、PWM生成及私服驅動算法實現：

         PWM頻率：通(tong)常為(wei)10-20kHz（避(bi)免可聞(wen)噪聲，降(jiang)低開關損耗）：

      可(ke)采用cubemx工(gong)具進行TIM定時器初始化：

// PWM初始化代碼片段（以TIM1通道1為例）
htim1.Instance = TIM1;
htim1.Init.Prescaler = 0;
htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
htim1.Init.Period = 8399;  // 20kHz PWM
htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
HAL_TIM_PWM_Init(&htim1);

TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC;
sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
sConfigOC.Pulse = 0;  // 初始占空比0%
sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);

      伺服控制算法實現（基于位(wei)置-速(su)度-電流三環控制）：

      pid控制器(qi)代碼如下：

typedef struct {
  float Kp, Ki, Kd;
  float integral;
  float prev_error;
} PID_Controller;

float PID_Update(PID_Controller* pid, float error, float dt) {
  float derivative = (error - pid->prev_error) / dt;
  pid->integral += error * dt;
  pid->prev_error = error;
  return pid->Kp * error + pid->Ki * pid->integral + pid->Kd * derivative;
}

// 在定時中斷中調用（如1kHz）
void TIMx_IRQHandler() {
  float position = Encoder_Read();  // 讀取編碼器
  float error = target_position - position;
  float speed_cmd = PID_Update(&pid_pos, error, 0.001f);
  
  float current_speed = (position - last_position) / 0.001f;
  float current_cmd = PID_Update(&pid_vel, speed_cmd - current_speed, 0.001f);
  
  PWM_SetDuty(current_cmd * MAX_DUTY);  // 輸出PWM
  last_position = position;
}

      關鍵參數整定技巧：

      1.關(guan)于(yu)位置環：先調(diao)Kp至系統開(kai)始震蕩，再設為臨界值(zhi)的60%。

      2.關于速度環：帶寬設置(zhi)為(wei)位置(zhi)環的5-10倍。

      3.關于電流(liu)環：響應最快，一般由伺服控制(zhi)器內(nei)部進行處理。

三、軟硬(ying)件(jian)設計過程(cheng)中需要注意抗干(gan)擾問題。

     1. PCB設計時需(xu)要(yao)(yao)注意電機電源與信(xin)號(hao)地分離，并進行(xing)單點接(jie)地，PWM信(xin)號(hao)線需(xu)要(yao)(yao)使用雙絞(jiao)線或者是屏蔽線。編碼(ma)器信(xin)號(hao)輸(shu)入(ru)需(xu)要(yao)(yao)做RC濾波（推薦100Ω+100pf）。

      2.軟件(jian)設計方面，著重注(zhu)意編(bian)碼器的讀數去(qu)噪，建議(yi)采用滑(hua)動均值濾波：

#define FILTER_SIZE 5
float filter_buf[FILTER_SIZE];
float Moving_Average(float new_val) {
  static int idx = 0;
  filter_buf[idx++] = new_val;
  if(idx >= FILTER_SIZE) idx = 0;
  float sum = 0;
  for(int i=0; i