一、方案設計及選型階段：
采用伺服控制器來驅動電機轉動是工控領域常用的控制方案，大部分是需要控制電機轉動或設備行走到具體的位置，在選型之前，我們需要了解驅動控制的原理，如下：
這里我們就需要生成PWM波形及輸出DIR信號來控制伺服驅動器，推薦使用帶FPU和定時器編碼器接口的型號（如STM32F407，主打一個量大便宜），PWM采用高級定時器（TIM1/TIM8），支持互補輸出和死區控制，用于驅動H橋。編碼器反饋信號則可采用TIM2/TIM3/TIM4/TIM5，讀取增量式編碼器ABZ信號。
二、PWM生成及私服驅動算法實現：
PWM頻率：通常為10-20kHz（避免可聞噪聲，降低開關損耗）：
可采用cubemx工具進行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（基于位置-速度-電流三環控制）：
pid控制器代碼如下：
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.關于位置環：先調Kp至系統開始震蕩，再設為臨界值的60%。
2.關于速度環：帶寬設置為位置環的5-10倍。
3.關于電流環：響應最快，一般由伺服控制器內部進行處理。
三、軟硬件設計過程中需要注意抗干擾問題。
1. PCB設計時需要注意電機電源與信號地分離，并進行單點接地，PWM信號線需要使用雙絞線或者是屏蔽線。編碼器信號輸入需要做RC濾波（推薦100Ω+100pf）。
2.軟件設計方面，著重注意編碼器的讀數去噪，建議采用滑動均值濾波：
#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四、實際調試過程中可能存在的問題：
1.電機嘯叫，主要排查PWM頻率是否合適，建議提高PWM頻率至18khz以上。
2.定位精度較差，考慮原因為編碼器分辨率不足，改用多圈絕對值編碼器或細分處理。
3.高速時丟步，考慮中斷時間過長，進行軟件優化或提高MCU主頻。