Robavionix 平台上每一级课程都跑在同一套标准故障库上,通过同一块 STM32 硬件实时注入。L1 是这一切开始的地方:一个手动调试的级联 PID 姿态控制器,被推到极限,直到它失效。
为什么从这里开始
控制类教学的失败,往往不在内容深度,而在学生某一级数学台阶没跨过去就被拖着走。L1 只假设传递函数与频域分析——没有状态空间,没有 Lyapunov 函数。目标是第一堂课就让学生在真实电机上跑起一个能工作的控制器,并且精确地、亲身地回答一个问题:PID 控制器到底能被推到多远才会放弃?
你将搭建什么
每个轴上的角速度 PID,再叠加外环姿态控制,烧录到 STM32 飞控板上,在 HIL 实验台的真实四轴机体上运行——不是纯仿真。
故障叙事
本级每个实验都以同一个动作收尾:注入标准故障(电机推力衰减至 60%,随后是 IMU 噪声突增),记录发生了什么。重点不是让 PID 出丑,而是给“鲁棒裕度”这个词一个学生亲手测出来的精确基线——这样当 L3 引入滑模控制去对付同一个故障时,那份提升是他们自己测量出来的,而不是课件上的一句断言。