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PID_Helper一个侵入式的PID串口自动调参助手软件
项目地址：阡陌/PID_Helper
开发的 PID_Helper 软件，目前已包含功能有：上位机和下位机 MCU 通信协议，电机速度环，位置环 PID 参数自动优化，系统辨识给 PID 初值。参数自动优化部分有粒子群搜索和分阶段整定这两种方案，后者目前效果更好，都是通过得分权重参数来迭代优化的，得分权重参数可在高级选项里自己自定义，最终能优化得到不同倾向的 PID 参数。目前速度环和位置环真实调参测试是可以了，刚下载使用可以在串口选择连接虚拟设备进行模拟测试，软件目前还不是最终版本，还需进一步优化和添加功能，如果有出现问题请留言，我会尽快修复。
1.项目背景
本项目的目的是把在电控调试过程中出现的PID调参过程自动化和可视化。相比于AI直接读取串口来自动优化的方案，本软件自动的调优过程都是在本地完成，不依赖于外部AI调用，优化过程稳定不产生费用，也不怕AI抽风。
注意⚠️：目前软件的应用场景最佳的是负载/无负载裸机和无限位的二维云台调参，有限位的二维云台可以使用位置环模式，其他的应用场景可能不太适合，后续会针对有限位二维云台和小车这样的应用场景推出新的模式！
2.项目介绍
想要使用这个项目请详细阅读README文件和doc文件下的md文件，并且在你的MCU项目中添加相应的接口和串口协议内容，或者直接使用例程代码。例程的电机和控制板使用的是淘宝店铺M创动工坊的https://e.tb.cn/h.R1JtwtL9ilSrf2b?tk=LW225sSrEax
提示：请自行做好程序上的保护！防止上位机输入参数有误，或者失控导致的机械硬件损坏！！！
提供以下参考例程：
- STM32H7（鹿小班开发板）：阡陌/PID_Helper_Stm32H7_Example
- ESP32C3（双type-c核心板）：阡陌/PID_Helper_ESP32C3_Example
- STM32F103（c8t6系统板）：阡陌/PID_Helper_Stm32F1_Example
功能介绍：
1. 串口通信
- 连接下位机串口。
- 接收下位机反馈数据。
- 向下位机发送目标值、PID 参数、模式切换等控制指令。
- 支持速度环和位置环模式同步。
2. 实时数据监控
- 实时显示 actual、target、input、error、P/I/D 等数据。
- 绘制实时曲线，方便观察超调、抖动、稳态误差等现象。
- 显示反馈数据和回应数据的解析结果。
3. PID 参数调试
- 手动修改并下发 Kp / Ki / Kd。
- 支持速度环、位置环不同应用背景。
- 位置环目标范围限制为 -180° ~ 180°。
4. 自动测试与优化
- 速度环支持自动辨识。
- 支持阶跃响应测试。
- 支持闭环自动优化 PID。
- 闭环优化支持分阶段整定和 PSO 粒子群优化。
- 高级选项里可以自定义评分权重和整定百分比。
5. 下位机协议支持
- 接收协议采用小端二进制数据流，节省带宽。
- 下位机反馈包含 8 个字段：
timestamp_ms, actual, target, input, error, p, i, d - 上位机控制协议用于设置 PID、目标值、开环/闭环、速度环/位置环模式等。
3.项目重点内容
核心功能
覆盖串口连接、曲线监控、参数下发、辨识、测试和优化。
软件能力概览
适合需要快速联调、可视化观察和反复优化的 PID 控制项目。
支持速度环 PID 调节模式和位置环 PID 调节模式。位置环目标值按角度处理，范围为 -180° 到 180°。
接收小端二进制反馈数据，发送控制命令并等待 ACK，适合高频、多字段的串口数据传输。
闭环优化支持分阶段整定和 PSO，用户可配置评分权重、P/I/D 阶段测试百分比和小范围微调幅度。
