📖 第 20 章：步进电机闭环系统（位置环）（Stepper Closed-Loop Position Control）

20.1 为什么步进电机也要闭环

开环的隐含假设是「脉冲数 = 转角，永远成立」。现实中机械老化、突加较大负载、快速启停都会打破它——定子磁场跑太快，转子跟不上，就是失步；负载太大拖不动，就是堵转。控制器发出去的脉冲管不了实际转角，高精度场合不能忍。

20.2 位置闭环原理与关键参数

结构就是第 12 章的位置环换了个执行器：编码器反馈实际位置 → 与目标求偏差 → PID → 输出「期望脉冲速度」作用于步进电机。关键换算参数：

PID 参数 L_KP=0.5、L_KI=0.05、L_KD=0，采样周期 20ms（TIM6）；积分限幅 ±20、输出限幅 ±150。PID 输出的是「编码器脉冲期望值」，经 FEEDBACK_CONST 换算成步进脉冲数，再算每个脉冲的时间：

20.3 控制实现与验证

/* TIM6 更新中断（20ms 一次） */
if (g_run_flag) {
    g_step_motor.location = gtim_get_encode();       /* 读编码器实际位置 */
    g_motor_pwm = increment_pid_ctrl(&g_location_pid,
                     g_step_motor.location);
    (g_motor_pwm > 0) ? (g_step_motor.dir = CW) : (g_step_motor.dir = CCW);
    g_motor_pwm = abs(g_motor_pwm);                  /* 方向由符号决定 */
    stepper_motion_ctrl(g_step_motor.dir, g_motor_pwm);  /* 作用于电机 */
}

实验：接口三驱动步进电机（TIM8_CH3=PI7），编码器接 TIM3（PC6/PC7），驱动器 8 细分、12~50V 供电。KEY0 启动/停止，KEY1 目标 +20×PPM（上限 60×PPM），KEY2 −20×PPM，初始目标 50×PPM（约 50mm）。可用 PID 调试助手在线整定并看波形：按 KEY0 后电机平稳转到目标位置，曲线近似斜线。