全栈学习与折腾记录

考研数一 / 控制工程 / 嵌入式单片机 / 树莓派 ROS2

2026-05-19 | 考研数学

第一章:极限与连续的核心题型

复习了等价无穷小替换和洛必达法则的使用条件。特别是遇到幂指函数时的处理技巧...

2026-05-18 | 控制工程

经典控制理论:PID算法的数学本质与推导

从传递函数的角度重新理解比例、积分、微分的作用,以及如何消除系统的稳态误差...

2026-05-15 | 嵌入式 / 单片机

STM32 FreeRTOS 任务调度机制分析

抛弃裸机思维,深入理解RTOS的时间片轮转与抢占式调度,以及信号量的使用场景...

2026-05-10 | 树莓派 / ROS2

树莓派4B无头环境部署 ROS2 Foxy

记录在 Ubuntu 20.04 Server 下从零编译和配置 ROS2 节点通信的完整踩坑过程...

第一章:极限与连续的核心题型

发布于 2026-05-19 · 考研数学

在复习极限时,最常用的两个重要极限公式必须熟记于心:

$$ \lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1 $$ $$ \lim_{x \to \infty} \left(1 + \frac{1}{x}\right)^x = e $$

泰勒公式展开

遇到洛必达法则求导过于繁琐的题目,直接上麦克劳林展开式:

$$ \sin x = x - \frac{x^3}{3!} + o(x^3) $$

经典控制理论:PID算法的数学本质与推导

发布于 2026-05-18 · 控制工程

PID 控制器的时域表达式为:

$$ u(t) = K_p \left( e(t) + \frac{1}{T_i} \int_0^t e(\tau) d\tau + T_d \frac{de(t)}{dt} \right) $$

频域分析 (拉氏变换)

将其进行拉普拉斯变换,可以得到对应的传递函数:

$$ G_c(s) = K_p \left( 1 + \frac{1}{T_i s} + T_d s \right) $$

积分环节 $\frac{1}{s}$ 提高了系统的型别,从而消除了阶跃输入下的稳态误差,但会降低系统的相对稳定性;微分环节引入了超前相位,有助于减小超调。

STM32 FreeRTOS 任务调度机制分析

发布于 2026-05-15 · 嵌入式 / 单片机

在复杂控制工程中(例如无人机飞控或机械臂控制),单片机裸机(前后台系统)无法满足硬实时的要求,引入 RTOS 是必经之路。

任务创建示例

BaseType_t xTaskCreate(
    TaskFunction_t pxTaskCode,
    const char * const pcName,
    const configSTACK_DEPTH_TYPE usStackDepth,
    void * const pvParameters,
    UBaseType_t uxPriority,
    TaskHandle_t * const pxCreatedTask
);

核心痛点: 优先级反转问题。在使用互斥量(Mutex)时,高优先级任务可能会被低优先级任务阻塞,必须利用 FreeRTOS 的“优先级继承”机制来解决。

树莓派4B无头环境部署 ROS2 Foxy

发布于 2026-05-10 · 树莓派 / ROS2

作为上层视觉处理和复杂轨迹规划的计算平台,树莓派运行 ROS2 与下层 STM32 节点进行 Micro-ROS 通信是目前的主流架构。

Topic 通信测试

在终端运行发布者节点:

ros2 run demo_nodes_cpp talker

这套机制完美解耦了硬件驱动代码和上层算法代码。

学硕备考 & 硬件折腾中

目标:2027考研 数一 | 电子信息工程

技能栈/学习方向:

  • 考研理论: 高等数学、线性代数、概率论
  • 控制理论: 经典 PID、状态空间方程建模
  • 底层硬件: STM32 裸机开发、FreeRTOS
  • 上层系统: Ubuntu、树莓派、ROS2、OpenClaw