STM32F407 电赛控制工程。当前电机部分用于 MG310 电机、MGR 编码器和 TB6612 驱动，提供单电机阶跃、编码器计数和手动 PWM 三种调试模式，并为后续速度闭环 PID 整定采集数据。
| 功能 | 当前配置 |
|---|---|
| 主控 | STM32F407 |
| 电机 | MG310 |
| 编码器 | MGR |
| 电机驱动 | TB6612 |
| PWM 定时器 | TIM9 CH1 / CH2 |
| 编码器定时器 | TIM2 / TIM4 |
| 调试串口 | USART1，115200-8-N-1 |
| 轮子直径 | 38 mm，即 0.038 m |
板级电机和编码器绑定位于 Core/Src/main.c：
Motor1: TIM9 CH1 + TIM2 Encoder
Motor2: TIM9 CH2 + TIM4 Encoder
参数位于 App/drivers/encoder/Encoder.h：
#define ENCODER_PULSES_PER_MOTOR_REV 500.0f
#define ENCODER_GEAR_RATIO 20.409f
#define ENCODER_QUADRATURE_MULTIPLIER 4.0f
#define ENCODER_WHEEL_DIAMETER_M 0.038f当前编码器转速滤波已取消，Encoder_Motion[].rotational_speed_rpm 直接保存每个采样周期计算出的原始 RPM，不再经过一阶低通滤波：
raw_rpm = delta_count * 60 / (counts_per_revolution * sample_period_s)
轮子线速度和累计距离按以下公式计算：
wheel_counts = encoder_pulses * gear_ratio * quadrature_multiplier
wheel_circumference = pi * wheel_diameter
speed = raw_rpm * wheel_circumference / 60
distance = total_count * wheel_circumference / wheel_counts
必须确认 MGR 标称的 500 脉冲是单通道脉冲数、AB 两相边沿总数，还是已经包含四倍频。定义不一致会导致 RPM 和距离产生 2 倍或 4 倍误差。
所有调试模式默认使用 USART1，且只处理默认电机 1。
模式 1 以 10 Hz 输出占空比、原始 RPM、线速度和累计距离：
Motor1: Duty=20.0%, trend=UP
Motor1: RPM=123.456 rpm, speed=0.246 m/s, distance=0.105 m
模式 2 以 1 Hz 只输出累计编码器计数：
COUNT=40818
模式 3 以 100 Hz 输出 PWM 指令和原始 RPM，不输出电机编号：
PWM=-102 RPM=200RPM
模式 3 的 RPM 四舍五入为整数，以满足上述固定输出格式。
PID 模块位于：
App/lib/speed_pid/speed_pid.h
App/lib/speed_pid/speed_pid.c
App/lib/speed_pid/README.md
主要接口：
void speed_pid_init(speed_pid_controller *controller,
const speed_pid_params *params);
void speed_pid_reset(speed_pid_controller *controller);
float speed_pid_update(speed_pid_controller *controller,
float target_rpm,
float measured_rpm,
float sample_period_s);当前 PID 模块尚未接管 PWM，阶跃任务仍为开环输出。应先用阶跃数据确认电机响应，再生成第一版 PID 参数。
控制器使用位置式 PID、测量值微分、一阶微分滤波、积分限幅和条件积分抗饱和：
e(k) = r(k) - y(k)
I(k) = clamp(I(k-1) + Ki*Ts*e(k), Imin, Imax)
D_raw(k) = -(y(k)-y(k-1))/Ts
u(k) = clamp(Kp*e(k) + I(k) + Kd*D(k), Umin, Umax)
请记录并提供：
电机额定电压：
调试时实测电源电压：
电源限流值：
编码器标称脉冲数：
脉冲数定义：单通道 / AB边沿 / 已含四倍频
减速比：
编码器位置：电机轴 / 减速箱输出轴
轮径：38 mm
调试电机：Motor1 / Motor2
运行方向：CW / CCW
负载状态：架空 / 落地空载 / 实际负载
常用目标转速：
最大目标转速：
允许超调：
期望稳定时间：
是否需要正反转：
至少保存一次完整的默认阶跃周期，约 100 秒：
20% → 25% → ... → 70% → ... → 20%
为了更准确地辨识动态模型，建议额外测试：
20% → 40%
30% → 50%
40% → 60%
60% → 40%
50% → 30%
每个阶跃保持 5～8 秒，并记录完整串口数据。
当前文本日志可以用于初步整定。若需要自动分析，推荐后续扩展为 CSV：
time_ms,motor,duty,raw_rpm,speed_m_s,distance_m
1000,1,30.0,82.315,0.164,0.201
1100,1,30.0,81.732,0.163,0.217
拿到这些数据后可以计算：
- 电机启动死区。
- 占空比到稳态 RPM 的映射。
- 上升时间、下降时间、时间常数和延迟。
- 第一版
Kp、Ki、Kd。 - PID 输出限幅和积分限幅。
- 合适的速度环采样周期。
- 转速前馈关系
duty_ff = a*target_rpm + b。
- 架空轮子并设置电源限流。
- 默认选择电机 1，确认电机和编码器方向。
- 手动转动输出轴一圈，核对编码器换算参数。
- 运行完整占空比阶跃并保存 USART1 日志。
- 根据阶跃数据生成第一版 PI/PID 参数。
- 先架空测试闭环，再进行落地空载测试。
- 最后在实际比赛负载下修正积分、输出限幅和前馈参数。
对于减速直流电机，建议先使用 PI 控制，即 Kd=0。只有在确实需要改善动态响应且编码器噪声足够小时，再加入少量微分项。
cmake --preset Debug
cmake --build --preset Debug --clean-first生成文件：
build/Debug/NUEDC_2026_Control.elf
App/drivers/tb6612/TB6612_README.md：TB6612 驱动说明。App/drivers/encoder/Encoder_README.md：编码器驱动说明。App/lib/speed_pid/README.md：PID 数学公式和整定说明。
- 首次调试必须架空车轮。
- 使用电源限流，并观察电机和 TB6612 温升。
- 确认 TB6612 使能连接正确。
- 确认未选中的电机保持停止。
- 不要在机械结构可能夹伤人员时直接运行自动阶跃任务。
- PID 参数必须先从较保守的数值开始，避免直接输出满占空比。