SuperWatch 与 PID 调试（旧入口）

文档已合并

本页保留用于兼容旧书签。请阅读新版 SuperWatch 与 PID 调试，其中包含真实 PID 曲线、受约束自动调参流程和 FOC 变量映射。

以下内容为旧版教程，字段与流程仍可参考。

SuperWatch 直接使用本次构建的 AXF/ELF 符号解析变量，再通过调试器读取目标 RAM。它适合验证控制环、状态机和保护逻辑，不需要从 MAP 文件手工抄地址。

准备工作

1. 在“配置 → 文件来源”填写同一次构建产生的 AXF 和 MAP。
2. 在“本地设备”连接目标板。
3. 点击“解析符号”，确认页面显示“符号已加载”和变量数量。
4. 打开“仪表盘 → 符号表”，搜索变量名；也可以在 SuperWatch 左侧直接筛选。

AXF、MAP 与已烧录固件必须来自同一次构建。重新编译后，变量地址和 RTT 控制块地址都可能变化，不能沿用旧截图或旧配置。

RET6 示例变量

本章示例工程的目标是 STM32F103RET6，Keil Device 为 STM32F103RE。程序每 100 ms 更新基础演示数据，并以 10 ms 周期运行一个板上 PID 速度环仿真。以下变量已在真实目标上验证：

变量	类型	用途
g_demo_temperature_x10	rt_int16_t	温度，实际值为变量除以 10
g_demo_motor_speed_rpm	rt_uint16_t	基础演示转速
g_pid_target_rpm	float	速度给定值
g_pid_feedback_rpm	float	被控对象反馈转速
g_pid_error_rpm	float	给定减反馈
g_pid_output_permille	float	控制输出，范围 0 到 1000
g_pid_kp/ki/kd	float	PID 参数
g_pid_integral	float	积分项，受限幅保护
g_pid_fault_flags	rt_uint8_t	采样周期等参数的保护标志

一次单点读取只能说明某个时刻的状态。例如目标为 800 rpm 时，实测反馈约 833 rpm、输出约 604，故障标志为 0；调参结论仍应依据连续曲线和阶跃响应。

SuperWatch 连续采样

1. 在左侧搜索 g_pid_。
2. 勾选 g_pid_error_rpm、g_pid_feedback_rpm 和 g_pid_output_permille。
3. 将采样间隔设为 0.01 s，点击对应的“应用”。
4. 点击“开始”，等待至少 10 秒，让目标给定值完成多个阶跃周期。
5. 检查顶部状态：点数持续增长、采样频率接近 100 Hz、transport connected，且后端丢样为 0。
6. 点击“暂停”后再缩放时间轴；需要保存时使用 CSV 或 PNG。

RET6 演示程序每约 6 秒在 800 rpm 和 1200 rpm 之间切换给定值。曲线应呈现反馈的滞后、输出的阶跃变化和误差的衰减。截图中的 6400 点、约 97 Hz 和零丢样是有效采集的判据；只看到变量列表而没有点数或曲线，不算完成采集。

用 SuperWatch 调 PID

推荐顺序是先只读观察，再一次只改一个参数：

1. 固定采样周期、负载和给定值，记录原始曲线。
2. 逐步增加 Kp，观察上升时间、超调和输出是否饱和；每次改动不超过当前值的 10% 至 20%。
3. 在比例响应稳定后增加 Ki，观察稳态误差和低频摆动；积分必须保留限幅。
4. 只有采样噪声已验证足够低时才加入 Kd，并配合微分滤波；噪声放大时立即恢复上一组参数。
5. 每组参数至少运行两个完整阶跃周期，保存 CSV、参数值和固件版本。

AI 可以根据曲线计算上升时间、超调、稳态误差和积分饱和比例，但写入参数前必须得到人工确认。建议只允许 AI 修改 g_pid_kp/ki/kd，并设置参数上下限、单次步长、最大试验时长和 g_pid_fault_flags 停止条件。g_pid_run_enable=0 或 g_pid_reset_state=1 可作为人工接管和清除积分的手段。

FOC 调试映射

真实 FOC 工程可按同样方法建立变量组，不应只监视最终转速：

环节	建议变量	主要观察项
电流环	Id_ref、Id_fb、Iq_ref、Iq_fb	跟踪误差、采样噪声、限幅
速度环	speed_ref、speed_fb、speed_err	超调、稳态误差、负载扰动
位置/角度	theta_elec、theta_mech、观测器状态	角度连续性、跳变和丢同步
调制与保护	v_d、v_q、母线电压、过流标志	电压饱和、母线波动、保护触发

先调内环，再调速度环，最后调位置环。AI 只能在电流限幅、母线电压范围、转速上限和硬件急停均已确认的条件下提出或执行小步长修改；禁止直接关闭过流、过压、堵转和失速保护来换取“更好看的曲线”。

写变量的边界

写入会立即改变 MCU 状态。只写明确列入调试接口的参数，不要修改 RTOS 控制块、栈、堆、DMA 缓冲、外设寄存器或未知结构体成员。每次写入都应记录原值、目标值、地址和回读结果；复位或烧录前先停止 SuperWatch。

SuperWatch 与 VOFA+

能力	SuperWatch	VOFA+
变量来源	AXF/ELF 符号和类型	地址、协议或串口点表
适用场景	控制环、结构体成员、AI 分析	已有串口数据链路和外部波形
典型证据	RAM 连续采样、CSV、变量类型	串口原始帧和曲线

成功判据

• AXF/ELF 与目标固件匹配；
• 采样频率、点数和丢样状态可见；
• 关键变量曲线有实际数据；
• 调参前后使用相同测试条件；
• 原始 CSV、参数变更记录和固件版本可复现。