这是我第一次把 CAN 通信和 PID 用到实际电机控制里的工程。主控是 STM32F103C8，使用标准库开发，搭配 TJA1050 CAN 收发器模块，通过电调控制 DJI M3508 电机。程序读取转速反馈，再由速度 PID 计算电流指令发给电调，调试时用匿名上位机修改参数、观察曲线。

调试中让我印象最深的是反馈滤波：一开始电机空载运行，转速波动，难以收敛到目标值；加入一阶低通滤波后，收敛情况有了改善。通过这次调试，我开始理解速度反馈的处理会怎样影响 PID 的控制效果。

一、先把 CAN 收发跑通

STM32 通过 CAN 电调控制电机：发送电流指令，接收转速、角度和温度等反馈。主控侧使用 TJA1050 模块，将 PA12、PA11 的逻辑信号转换成 CANH、CANL，再接入电调总线。

接线时将电调和电机固定好，断电连接电源与总线，并按实际 CAN 布线配置终端电阻。CANH、CANL 接收发器的总线侧，电机功率线和供电走电调。

一帧控制指令怎么对应到电机

程序使用标准数据帧，控制报文 ID 为0x200，8 个字节分成四组，每两个字节放一个电机的电流指令，高字节在前。

接收中断先把报文交给电机模块，电机模块根据 ID 选择数据结构，再从字节数组解析出角度、转速、电流和温度。这样 CAN 模块负责收发，电机模块负责理解报文，主循环只需要取转速来计算。

电调协议中的转速单位是转子 RPM。对减速电机，如果要显示输出轴转速，还需要结合实际减速比换算。

二、把转速反馈接进 PID

CAN 通信跑通以后，速度环的处理顺序就是：读取转速 → 低通滤波 → 与目标比较 → 计算 PID → 发送电流指令。

工程用的是位置式 PID：比例项由当前误差计算，积分项逐次累加，微分项使用本次与上次误差之差。积分项和总输出都设置了限幅。

主循环中的关键调用是：

out=PID_Calc(&motor_speed_pid,target_speed[0],real_speed[0]);Motor_cmd_chassis(out,0,0,0);

这里目标与反馈是转速，PID 算出的结果则作为电流指令发送。转速低于目标时，控制器根据误差调整输出，再用下一次反馈修正，这样就形成了闭环。

PID 放在主循环中执行，一轮循环包括控制计算、串口发送、OLED 显示和末尾的Delay_ms(2)。积分项按调用次数累加，微分项直接取相邻两次误差之差，执行周期会影响这两项的作用大小；后续修改串口发送量或显示频率时，PID 参数也需要随之检查。

三、空载调试时的波动与低通滤波

当时电机空载运行，用匿名上位机调 PID 时，转速曲线一直在晃，很难收敛到目标值。后来在速度反馈进入 PID 之前加了一阶低通滤波，收敛情况改善了不少。这个过程让我注意到，调速度环时，反馈信号的处理和 PID 参数一样值得关注。

一阶低通是怎么处理转速的

工程使用的滤波系数是0.2，当前读数占 20%，上一次滤波结果占 80%：

y k = 0.2 x k + 0.8 y k − 1 y_k=0.2x_k+0.8y_{k-1}yk​=0.2xk​+0.8yk−1​

其中x k x_kxk​是这次读到的转速，y k y_kyk​是处理后送入 PID 的转速。对应代码如下：

filter_speed[i]=FILTER_ALPHA*motor->speed_rpm+(1-FILTER_ALPHA)*filter_speed[i];real_speed[i]=filter_speed[i];

举个计算例子：如果上次滤波结果是 1000 RPM，这次读到 1100 RPM，经过这一步以后，得到的是 1020 RPM。单次读数的变化被缓和，PID 接收到的反馈也随之更平滑。

real_speed同时传给 PID 和匿名上位机，所以控制器使用的反馈与上位机显示的转速，都经过了这一步滤波。

滤波系数决定了每次采纳多少新读数：系数小一些，反馈更平滑，但跟随转速变化也更慢。这里取0.2，让反馈逐步过渡，PID 根据处理后的转速计算输出。

通过这次调试理解滤波对控制的作用

速度反馈直接参与误差计算，反馈中的快速波动也会传到 PID 输出中。这份 PID 的微分项使用相邻两次误差之差，对这种变化尤其敏感。加入低通滤波后，较快的反馈波动被减弱，控制器根据更平滑的反馈调整电流指令。

对我来说，这次调试把滤波和闭环控制联系了起来：除了调整 Kp、Ki、Kd，还要考虑送进控制器的反馈信号。滤波放在反馈通路中，系数的选择也就成为速度环调试的一部分，需要在平滑程度和响应速度之间取舍。

用上位机调参数，比反复改代码方便

工程按匿名 V7 协议组织串口通信，上报四组目标与反馈数据，并接收 PID 参数和目标转速。参数 1～3 分别映射到 Kp、Ki、Kd，代码将收到的值除以 100，例如参数值 300 对应 Kp=3。

这样修改目标转速和 PID 参数时，就可以直接在上位机操作，观察曲线变化，不必每改一个参数都重新编译下载。程序中，串口模块解析参数，主循环更新设定值，PID 模块计算输出，最后通过 CAN 发给电调。

四、这次调试的收获

第一次通过 CAN 控制 DJI M3508，我熟悉了帧 ID、反馈解析、速度 PID 和匿名上位机调参。空载调试中遇到的收敛问题，则让我理解了反馈滤波在控制中的作用：从电调读回转速，到处理反馈、计算输出，这一整条链路都会影响速度环的表现。
完整工程与使用说明：GitHub：STM32 CAN 控制 M3508 速度环

协议参考：RoboMaster C620 电调官方使用说明。