Podrías hacer esto con un lápiz y un papel. No voy a entrar en todos los pasos porque devaluaría tu aprendizaje.
Primero dibuje su sistema de control y etiquete cada 'cosa' en su sistema (controladores, motores, ADC, codificadores, etc.) y también determine cuál es la relación de la señal de control y la relación de las unidades físicas (voltaje, corriente, RPM y señales digitales si las tiene) de su sistema entre ellas. Una vez que tenga una idea de cómo manejaría su sistema y cómo se ve.
Luego registre algunos datos para construir un modelo para el motor (y los controladores)
Primero haga este bucle abierto, modifique la entrada del controlador y registre los valores que ingresan al controlador. Introduzca una entrada de pasos en la 'Planta' y descubra cuál es la respuesta de bucle abierto. Encuentra la respuesta de estado estable. ¿Tiene rebasamiento? (Indicar que la respuesta al paso tiene una respuesta de frecuencia en el dominio de laplace y los FFT son una excelente manera de introducir cosas en el mundo de la frecuencia)
Averigüe qué tipo de 'planta' tiene a partir de estos datos (probablemente solo tendrá 1 o 2 polos y ceros) mediante el uso de la respuesta de estado estable.
También puede ingresar una frecuencia conocida y luego barrer la frecuencia cada vez más alto y luego observar la salida. Esto puede ser útil para encontrar cortes de frecuencia.
Una vez que haya descubierto un modelo para su planta, desde el caso de bucle abierto puede comenzar a diseñar un controlador. ¿Tienes un controlador digital o analógico? Si es digital, probablemente querrá transferir la planta de bucle abierto al dominio z y hacer su análisis allí.
Otra opción es ejecutar un controlador PID digital en su Arudino y sintonizarlo.