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崗位職責(zé)
一、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)(50%)
1. 無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)開發(fā)
· BLDC/PMSM控制:負(fù)責(zé)無(wú)刷直流電機(jī)(BLDC)和永磁同步電機(jī)(PMSM)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)
· FOC算法實(shí)現(xiàn):實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)定向控制(FOC)算法,包括Clarke變換、Park變換、SVPWM調(diào)制等核心模塊
· 矢量控制優(yōu)化:優(yōu)化電機(jī)矢量控制算法,提升電機(jī)響應(yīng)速度、轉(zhuǎn)矩密度和能量效率
· 有感與無(wú)感控制:開發(fā)基于霍爾傳感器的有感控制和基于反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)的無(wú)感控制方案
· 電機(jī)參數(shù)辨識(shí):實(shí)現(xiàn)電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)與在線辨識(shí)算法,適配不同規(guī)格的電機(jī)
2. 空心杯電機(jī)驅(qū)動(dòng)開發(fā)
· 空心杯電機(jī)特性研究:深入理解空心杯電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(無(wú)鐵芯、低慣量、高動(dòng)態(tài)響應(yīng))
· 精密控制算法:針對(duì)空心杯電機(jī)特性,開發(fā)高精度位置控制、速度控制和電流控制算法
· 快速響應(yīng)優(yōu)化:優(yōu)化控制算法,充分發(fā)揮空心杯電機(jī)的快速啟停和高加速度特性
· 多電機(jī)協(xié)同控制:實(shí)現(xiàn)靈巧手多指關(guān)節(jié)的多電機(jī)協(xié)調(diào)控制,確保動(dòng)作流暢性和同步性
3. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)硬件接口開發(fā)
· 驅(qū)動(dòng)電路控制:開發(fā)三相逆變橋、H橋驅(qū)動(dòng)電路的PWM控制程序
· 電流采樣與保護(hù):實(shí)現(xiàn)相電流采樣、母線電流采樣,設(shè)計(jì)過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)等安全機(jī)制
· 傳感器接口:開發(fā)編碼器(增量式、絕對(duì)式)、霍爾傳感器、電流傳感器、溫度傳感器等接口驅(qū)動(dòng)
· 功率器件驅(qū)動(dòng):實(shí)現(xiàn)MOSFET、IGBT等功率器件的柵極驅(qū)動(dòng)控制
二、運(yùn)動(dòng)控制算法開發(fā)(30%)
1. PID控制算法
· PID參數(shù)整定:設(shè)計(jì)并優(yōu)化位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)的PID控制器,實(shí)現(xiàn)多閉環(huán)控制
· 增量式與位置式PID:根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的PID算法形式,優(yōu)化控制性能
· 抗積分飽和:實(shí)現(xiàn)積分分離、積分限幅等抗積分飽和策略,提升系統(tǒng)穩(wěn)定性
· 前饋補(bǔ)償:設(shè)計(jì)速度前饋、加速度前饋等補(bǔ)償策略,提升跟蹤性能
2. 模型預(yù)測(cè)控制(MPC)
· MPC算法研究:研究并實(shí)現(xiàn)模型預(yù)測(cè)控制(MPC)算法在電機(jī)控制中的應(yīng)用
· 預(yù)測(cè)模型建立:建立電機(jī)動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)模型,實(shí)現(xiàn)狀態(tài)預(yù)測(cè)和輸出預(yù)測(cè)
· 滾動(dòng)優(yōu)化:設(shè)計(jì)滾動(dòng)時(shí)域優(yōu)化策略,在滿足約束條件下優(yōu)化控制性能
· 約束處理:處理電流約束、電壓約束、轉(zhuǎn)矩約束等物理限制條件
· 實(shí)時(shí)性優(yōu)化:優(yōu)化MPC算法的計(jì)算復(fù)雜度,確保嵌入式平臺(tái)實(shí)時(shí)性要求
3. 軌跡規(guī)劃與插補(bǔ)
· 軌跡規(guī)劃算法:設(shè)計(jì)S曲線加減速、梯形速度曲線等軌跡規(guī)劃算法
· 多軸插補(bǔ):實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)的線性插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)算法
· 速度平滑控制:優(yōu)化速度曲線,減少加加速度突變,提升運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性
4. 力矩控制與柔順控制
· 力矩閉環(huán)控制:實(shí)現(xiàn)基于電流環(huán)的力矩閉環(huán)控制
· 柔順控制策略:設(shè)計(jì)阻抗控制、導(dǎo)納控制等柔順控制策略,實(shí)現(xiàn)人機(jī)安全交互
· 力位混合控制:開發(fā)力控與位置控制的混合控制算法
三、通信接口開發(fā)(15%)
1. 現(xiàn)場(chǎng)總線通信
· CAN總線通信:熟練使用CAN總線,實(shí)現(xiàn)CANopen協(xié)議棧,支持PDO、SDO、NMT等通信對(duì)象
· EtherCAT通信:開發(fā)EtherCAT從站協(xié)議棧,實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換
· 總線拓?fù)渑渲?支持多種總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(星型、樹型、總線型),實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)
· 通信故障診斷:設(shè)計(jì)通信故障檢測(cè)與自恢復(fù)機(jī)制,提升系統(tǒng)可靠性
2. 標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議
· UART/RS485:實(shí)現(xiàn)串口通信,支持Modbus RTU等工業(yè)協(xié)議
· SPI/I2C:開發(fā)片內(nèi)外設(shè)通信接口,對(duì)接傳感器和存儲(chǔ)器件
· USB通信:實(shí)現(xiàn)USB CDC虛擬串口或USB HID通信,用于調(diào)試和參數(shù)配置
3. ROS2接口開發(fā)
· Micro-ROS集成:熟悉ROS2架構(gòu),實(shí)現(xiàn)Micro-ROS在嵌入式平臺(tái)的移植與集成
· DDS通信:開發(fā)基于DDS的實(shí)時(shí)通信節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)和其他模塊的數(shù)據(jù)交互
· 話題發(fā)布與訂閱:設(shè)計(jì)ROS2話題(Topic)、服務(wù)(Service)、動(dòng)作(Action)接口
· 實(shí)時(shí)性保證:優(yōu)化ROS2通信的實(shí)時(shí)性,滿足運(yùn)動(dòng)控制的嚴(yán)格時(shí)序要求
四、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)(5%)
1. 底層驅(qū)動(dòng)開發(fā)
· MCU外設(shè)驅(qū)動(dòng):開發(fā)定時(shí)器、PWM、ADC、DMA、GPIO等外設(shè)驅(qū)動(dòng)
· RTOS任務(wù)管理:基于FreeRTOS或其他RTOS,設(shè)計(jì)多任務(wù)架構(gòu),管理電機(jī)控制、通信、故障診斷等任務(wù)
· 中斷與實(shí)時(shí)性:優(yōu)化中斷響應(yīng)時(shí)間,確?？刂浦芷诘膶?shí)時(shí)性和確定性
2. 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)
· 模塊化設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)清晰的軟件架構(gòu),實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)層、應(yīng)用層、通信層的模塊化
· 狀態(tài)機(jī)管理:設(shè)計(jì)電機(jī)控制狀態(tài)機(jī),管理啟動(dòng)、運(yùn)行、故障、急停等狀態(tài)
· 代碼規(guī)范與可維護(hù)性:遵循MISRA C等編碼規(guī)范,編寫高質(zhì)量、可維護(hù)的代碼
3. 調(diào)試與優(yōu)化
· 性能優(yōu)化:優(yōu)化算法執(zhí)行效率,降低CPU占用率,提升控制周期
· 低功耗設(shè)計(jì):根據(jù)應(yīng)用需求,設(shè)計(jì)低功耗控制策略
· 問(wèn)題定位與分析:使用示波器、邏輯分析儀、仿真器等工具,快速定位問(wèn)題并解決
任職要求
一、教育背景與工作經(jīng)驗(yàn)
1. 學(xué)歷要求:碩士及以上學(xué)歷,自動(dòng)化、電氣工程、電力電子、控制工程、機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)或相關(guān)專業(yè)
2. 工作經(jīng)驗(yàn):
· 5年以上嵌入式軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn),其中至少2年電機(jī)控制相關(guān)經(jīng)驗(yàn)
· 有無(wú)刷電機(jī)(BLDC/PMSM)驅(qū)動(dòng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn),主導(dǎo)過(guò)至少1個(gè)完整的電機(jī)控制項(xiàng)目
· 有靈巧手、機(jī)械臂、關(guān)節(jié)模組等機(jī)器人電機(jī)控制經(jīng)驗(yàn)者優(yōu)先
二、核心技術(shù)能力
1. 電機(jī)控制專業(yè)知識(shí)(核心要求)
· 電機(jī)理論基礎(chǔ):
· 深入理解無(wú)刷直流電機(jī)(BLDC)和永磁同步電機(jī)(PMSM)的工作原理、數(shù)學(xué)模型和控制理論
· 熟悉空心杯電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理和控制方法
· 掌握電機(jī)電磁場(chǎng)理論、坐標(biāo)變換(Clarke、Park)、空間矢量調(diào)制(SVPWM)等核心知識(shí)
· FOC算法精通:
· 精通FOC算法:深度掌握磁場(chǎng)定向控制(FOC)的原理和實(shí)現(xiàn),包括電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)的設(shè)計(jì)
· 熟悉SVPWM、SPWM等PWM調(diào)制技術(shù)
· 掌握電流采樣技術(shù)(單電阻采樣、雙電阻采樣、三電阻采樣)
· 了解弱磁控制、MTPA(最大轉(zhuǎn)矩電流比)等高級(jí)控制策略
· 有感與無(wú)感控制:
· 熟悉基于霍爾傳感器、編碼器的有感控制方案
· 了解基于反電動(dòng)勢(shì)、高頻注入的無(wú)感控制方案
2. 運(yùn)動(dòng)控制算法(核心要求)
· PID控制精通:
· 熟練掌握PID控制原理,有豐富的PID參數(shù)整定經(jīng)驗(yàn)
· 熟悉增量式PID、位置式PID、串級(jí)PID等不同形式
· 了解模糊PID、自適應(yīng)PID等高級(jí)控制方法
· MPC算法熟悉:
· 熟悉模型預(yù)測(cè)控制(MPC)的基本原理和在電機(jī)控制中的應(yīng)用
· 了解MPC的預(yù)測(cè)模型、滾動(dòng)優(yōu)化、約束處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)
· 有MPC算法在嵌入式平臺(tái)實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)者優(yōu)先
· 了解MPC算法的實(shí)時(shí)優(yōu)化求解方法
3. 嵌入式開發(fā)能力
· 編程語(yǔ)言:
· 精通C語(yǔ)言,熟悉C++,具備扎實(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法基礎(chǔ)
· 熟悉嵌入式C編程規(guī)范(如MISRA C)
· 了解匯編語(yǔ)言,能夠進(jìn)行底層優(yōu)化
· MCU平臺(tái)經(jīng)驗(yàn):
· 熟悉主流MCU平臺(tái):STM32系列(F1/F4/F7/H7)、TI C2000系列(TMS320F28xxx)、NXP i.MX RT系列等
· 精通ARM Cortex-M架構(gòu)(M3/M4/M7),了解DSP架構(gòu)
· 熟悉MCU外設(shè):定時(shí)器、PWM、ADC、DMA、CAN、SPI、UART等
· 有國(guó)產(chǎn)MCU(如兆易創(chuàng)新、航順芯片、華大半導(dǎo)體)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)者優(yōu)先
· RTOS經(jīng)驗(yàn):
· 熟悉實(shí)時(shí)操作系統(tǒng):FreeRTOS、RT-Thread、μC/OS等
· 掌握RTOS的任務(wù)管理、信號(hào)量、消息隊(duì)列、定時(shí)器等機(jī)制
· 能夠設(shè)計(jì)合理的多任務(wù)架構(gòu),保證實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性
· 開發(fā)工具:
· 熟練使用Keil MDK、IAR、CubeIDE等開發(fā)環(huán)境
· 熟練使用J-Link、ST-Link等調(diào)試工具
· 熟悉Git版本控制工具
4. 通信協(xié)議能力(核心要求)
· 現(xiàn)場(chǎng)總線精通:
· 熟悉CAN總線:掌握CAN2.0、CAN FD協(xié)議,熟悉CANopen協(xié)議棧
· 熟悉EtherCAT總線:了解EtherCAT協(xié)議原理,有EtherCAT從站開發(fā)經(jīng)驗(yàn)者優(yōu)先
· 了解Modbus、Profinet、RS485等工業(yè)通信協(xié)議
· ROS2熟悉:
· 熟悉ROS2基本概念和架構(gòu),了解Micro-ROS在嵌入式平臺(tái)的應(yīng)用
· 了解DDS通信機(jī)制,熟悉ROS2的話題、服務(wù)、動(dòng)作等通信方式
· 有ROS2實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)者優(yōu)先
5. 硬件基礎(chǔ)知識(shí)
· 電路基礎(chǔ):
· 具備良好的模擬電路和數(shù)字電路基礎(chǔ)知識(shí)
· 了解電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、功率器件(MOSFET、IGBT)、柵極驅(qū)動(dòng)、電流采樣電路等
· 能夠閱讀和理解硬件原理圖,協(xié)助硬件工程師進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)
· 調(diào)試工具使用:
· 熟練使用示波器、邏輯分析儀、萬(wàn)用表等硬件調(diào)試工具
· 能夠分析PWM波形、電流波形、通信波形等
· 具備較強(qiáng)的動(dòng)手能力和問(wèn)題定位能力
6. 算法與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
· 掌握自動(dòng)控制原理、數(shù)字信號(hào)處理、現(xiàn)代控制理論等理論知識(shí)
· 熟悉數(shù)值計(jì)算方法、最優(yōu)化理論
· 了解Matlab/Simulink建模與仿真,能夠進(jìn)行算法驗(yàn)證
· 有PLECS、Psim等電力電子仿真軟件使用經(jīng)驗(yàn)者優(yōu)先
三、核心素質(zhì)與軟技能
1. 技術(shù)鉆研能力
· 具備強(qiáng)烈的技術(shù)鉆研精神和學(xué)習(xí)能力
· 能夠獨(dú)立分析和解決復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題
· 關(guān)注行業(yè)前沿技術(shù)動(dòng)態(tài),持續(xù)學(xué)習(xí)新知識(shí)
2. 團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力
· 良好的溝通能力,能夠與硬件、結(jié)構(gòu)、算法等不同團(tuán)隊(duì)高效協(xié)作
· 具備跨學(xué)科思維,能夠理解系統(tǒng)需求并轉(zhuǎn)化為技術(shù)方案
· 有技術(shù)文檔編寫能力,能夠清晰表達(dá)技術(shù)思路
3. 工程實(shí)踐能力
· 具備從0到1的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn),能夠主導(dǎo)完整的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)
· 注重代碼質(zhì)量和工程規(guī)范,能夠編寫可維護(hù)、可擴(kuò)展的代碼
· 有量產(chǎn)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),了解產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)和測(cè)試驗(yàn)證流程
4. 問(wèn)題解決能力
· 具備系統(tǒng)性思維和問(wèn)題分析能力
· 能夠快速定位并解決軟硬件聯(lián)調(diào)中的問(wèn)題
· 具備較強(qiáng)的抗壓能力和應(yīng)變能力
四、加分項(xiàng)
· 有靈巧手、機(jī)械臂、關(guān)節(jié)模組、人形機(jī)器人等具身智能產(chǎn)品電機(jī)控制經(jīng)驗(yàn)
· 有高性能伺服驅(qū)動(dòng)器、直驅(qū)電機(jī)、力矩電機(jī)控制經(jīng)驗(yàn)
· 有多電機(jī)協(xié)同控制、分布式控制系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)
· 熟悉功能安全標(biāo)準(zhǔn)(如IEC 61508),有功能安全設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)
· 發(fā)表過(guò)電機(jī)控制、運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)學(xué)術(shù)論文或?qū)＠?br>· 有機(jī)器人相關(guān)競(jìng)賽(如Robomaster、RoboCup)經(jīng)歷
· 有開源社區(qū)貢獻(xiàn)經(jīng)歷(如GitHub項(xiàng)目、技術(shù)博客)
· 熟悉Rust、Python等其他編程語(yǔ)言