：单片机电机转速控制的性能评估与改进：数据驱动，持续优化

# 1. 单片机电机转速控制基本原理

单片机电机转速控制是利用单片机对电机进行控制，以实现电机转速的稳定和准确调节。其基本原理如下：

- **速度检测：**单片机通过传感器（如霍尔传感器或编码器）采集电机的转速信息，将其转换为数字信号。
- **速度计算：**单片机根据采集到的数字信号，计算出电机的实际转速。
- **速度控制：**单片机根据设定的目标转速和实际转速，通过调节电机驱动器的输出电压或频率，控制电机的转速。

# 2. 电机转速控制性能评估

### 2.1 性能指标分析

电机转速控制的性能评估至关重要，它可以帮助工程师了解控制系统的有效性和效率。常见的性能指标包括：

- **稳态误差：**当系统达到稳定状态时，实际转速与目标转速之间的差值。
- **上升时间：**系统从初始状态达到目标转速所需的时间。
- **下降时间：**系统从目标转速下降到初始状态所需的时间。
- **过冲：**实际转速超过目标转速的幅度。
- **欠冲：**实际转速低于目标转速的幅度。
- **调节时间：**系统将稳态误差减少到特定范围（通常为 5% 或 2%）所需的时间。

### 2.2 评估方法和实验设计

电机转速控制性能评估通常通过实验进行。实验设计应考虑以下因素：

- **测试环境：**确保测试环境不受外部干扰，例如温度变化或振动。
- **测试设备：**使用高精度转速传感器、数据采集系统和控制软件。
- **测试条件：**定义一系列测试条件，包括不同的目标转速、负载和干扰。
- **数据分析：**收集的实验数据应进行仔细分析，以计算性能指标并识别任何潜在问题。

### 代码块 1：稳态误差计算

def steady_state_error(target_speed, actual_speed):
  """计算稳态误差。

  Args:
    target_speed: 目标转速。
    actual_speed: 实际转速。

  Returns:
    稳态误差。
  """

  return abs(target_speed - actual_speed)

**逻辑分析：**此函数计算稳态误差，即实际转速与目标转速之间的绝对差值。

**参数说明：**

- `target_speed`: 目标转速，单位为 RPM。
- `actual_speed`: 实际转速，单位为 RPM。

### 表格 1：不同负载下的上升时间

| 负载 (Nm) | 上升时间 (ms) |
|---|---|
| 0 | 100 |
| 5 | 150 |
| 10 | 200 |

**解释：**此表格显示了