这是一个面向真实机器人工程实践的控制理论笔记仓库。 核心目标是：帮助你在真实硬件上设计、调参、排查控制器问题。
内容编排始终围绕一个问题展开：
“机器人真正上场时，这个理论到底有什么用？”
主要面向大一到大三本科生，前置知识是基础微积分和线性代数。
只要你能理解导数和矩阵乘法，就可以开始。
| # | 章节 | 主要内容 |
|---|---|---|
| - | 两个支配世界的数：$e$ 与 |
|
| 1 | 引言 | 写作动机、学习路径、阅读方式 |
| # | 章节 | 主要内容 |
|---|---|---|
| 2 | 数字信号处理 | 拉普拉斯/傅里叶/Z 变换、极零点、低通/带通/高通/陷波滤波 |
| 3 | 系统描述 | 传递函数、状态空间、稳定性、二阶系统、电机建模 |
| 4 | 经典控制 | Bode 图、PID（单环/串级/并联）、正反馈诊断、调参、前馈、系统辨识 |
| 5 | 离散化与实现 | ZOH、Tustin、FIR/IIR 设计、定点数、嵌入式实现 |
| 6 | 现代控制 | LQR（+ PID 的状态空间本质）、MPC、NMPC、TinyMPC、卡尔曼/EKF、LQG、轨迹规划 |
| 7 | 非线性控制 | 反馈线性化、滑模控制、增益调度、Lyapunov 设计、NMPC 对比 |
| # | 章节 | 主要内容 |
|---|---|---|
| 8 | 多环架构设计 | 完整控制栈、串级架构、带宽分离、状态机、RTOS |
| 9 | 调试与调参手册 | 诊断流程图、故障模式特征、真实硬件 PID 调参 |
| # | 章节 | 主要内容 |
|---|---|---|
| 10 | 展望 | 数据驱动控制、Koopman、自适应控制、RL、扩散策略、VLA、Neural ODE |
| 附A | 附录：C++ 模块 | 仅头文件、嵌入式友好的算法模块 |
| 附B | 附录：姿态与旋转 | 坐标系（NWU）、旋转矩阵、欧拉角、万向锁、四元数 |
理论部分一气呵成（从 DSP 到非线性控制），实践章节集中在架构和调试，最后是前沿展望和参考附录。
Control-Note/
├─ main.tex # 英文主文档
├─ main_zh.tex # 中文主文档
├─ sections_zh/ # 中文分章节源码
├─ include/ # 共享 include 资源
├─ figures/ # 英文图表
├─ figures_zh/ # 中文图表
├─ scripts/ # 图表生成脚本
├─ build/ # 编译输出 PDF
├─ README.md # 英文 README
└─ README_zh.md # 中文 README
直接导入仓库，并使用 XeLaTeX 编译。
项目提供了编译脚本，前置步骤如下：
-
安装 TeX Live（用户空间安装，无需 sudo）：
# 下载安装器 cd /tmp && wget https://mirror.ctan.org/systems/texlive/tlnet/install-tl-unx.tar.gz tar xzf install-tl-unx.tar.gz && cd install-tl-*/ # 运行安装器（选择 "small" 方案以节省空间） perl install-tl # 安装完成后，将 TeX Live 添加到 PATH（根据实际年份调整） echo 'export PATH="$HOME/texlive/2026/bin/x86_64-linux:$PATH"' >> ~/.bashrc source ~/.bashrc # 安装项目所需的 LaTeX 包 tlmgr install latexmk ctex mdframed zref needspace booktabs enumitem float caption
-
使用脚本编译 PDF：
# 编译中英文双版本 ./scripts/build.sh all # 仅编译英文版 ./scripts/build.sh en # 仅编译中文版 ./scripts/build.sh zh # 清理辅助文件 ./scripts/build.sh clean
输出文件：
-
build/Control_Theory_Note.pdf（英文版） -
build/Control_Theory_Note_cn.pdf（中文版）
-
如果你不想使用脚本，也可以直接运行：
# 英文版（pdflatex）
latexmk -pdf -interaction=nonstopmode main.tex
# 中文版（xelatex）
latexmk -xelatex -interaction=nonstopmode main_zh.texpip install matplotlib numpy
python scripts/generate_figures_zh.py
python scripts/generate_advanced_figures_zh.py完整脚本列表请查看 scripts/ 目录。
欢迎通过 Issue 或 Pull Request 提交错别字修正、技术勘误和结构优化建议。