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c546c757c9
...
248cd4dc68
Author | SHA1 | Date |
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248cd4dc68 | |
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ec12a38ec6 | |
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7dffe5208d | |
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9c363bbe3c | |
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050c1156f2 | |
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1f1afebd98 | |
|
40ae950bb1 | |
|
54d2701460 | |
|
4129c92d15 | |
|
0836937e3f |
29
Main/IMU.ino
29
Main/IMU.ino
|
@ -11,7 +11,6 @@ int gx, gy, gz;
|
|||
float gt;
|
||||
float acc_pitch;
|
||||
float pitch_rate;
|
||||
float dAngle, estAngle;
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||||
float pitch = 0;
|
||||
float pitch_prev = 0;
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@ -30,15 +29,9 @@ void readIMU() {
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// Gyrocope
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// Coordinate system
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// gx - Pitch rate
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// gy - Roll rate
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// gz - Yaw rate
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||||
// Gyro is calibrated for +-2000deg/s
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||||
// Conversion is happening in GY_85.h line 48-50
|
||||
gx = convertInt(IMU.gyro_x( IMU.readGyro() ), gyro_overflow_value);
|
||||
gy = convertInt(IMU.gyro_y( IMU.readGyro() ), gyro_overflow_value);
|
||||
gz = convertInt(IMU.gyro_z( IMU.readGyro() ), gyro_overflow_value);
|
||||
gx = convertInt(IMU.gyro_x( IMU.readGyro() ), gyro_overflow_value); // gx - Pitch rate
|
||||
gy = convertInt(IMU.gyro_y( IMU.readGyro() ), gyro_overflow_value); // gy - Roll rate
|
||||
gz = convertInt(IMU.gyro_z( IMU.readGyro() ), gyro_overflow_value); // gz - Yaw rate
|
||||
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||||
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||||
//Temperature sensor
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@ -54,24 +47,10 @@ void readIMU() {
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||||
//Complementary filter
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dAngle = pitch_rate * dT * pow(10, -6);
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||||
pitch = acc_pitch * (1 - alpha) + (dAngle + pitch_prev * alpha);
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||||
pitch = acc_pitch * (1 - alpha) + (((pitch_rate * dT_s) + pitch_prev) * alpha);
|
||||
pitch_prev = pitch;
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||||
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||||
//Serial plotter
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// Serial.print ( "Pitch:" );
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// Serial.print ( pitch );
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// Serial.print (" ");
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// Serial.print ( "Accelerometer_Pitch:" );
|
||||
// Serial.print ( acc_pitch );
|
||||
// Serial.print (" ");
|
||||
// Serial.print ( "," );
|
||||
// Serial.println ( gz );
|
||||
// Serial.print ( "," );
|
||||
// Serial.println ( gt );
|
||||
// Serial.print ( "," );
|
||||
// Serial.println ( acc_pitch);
|
||||
}
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||||
|
||||
|
||||
|
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160
Main/Main.ino
160
Main/Main.ino
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@ -1,10 +1,11 @@
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|||
//Import
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||||
#include <GY_85.h>
|
||||
#include <Wire.h>
|
||||
#include <MatrixMath.h>
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||||
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||||
//Declare library objects
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||||
GY_85 IMU;
|
||||
GY_85 IMU;
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||||
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||||
//GPIO PIN MAPPING
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||||
|
@ -24,127 +25,19 @@ const byte IMU_I2C_SDA = 27;
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|||
unsigned long tNow = micros();
|
||||
unsigned long tLast = micros() + 13000;
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||||
int dT = 0;
|
||||
float dT_s = 0.0;
|
||||
|
||||
|
||||
//Motor variables
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||||
const int PWM_CYCLE = 12000;
|
||||
const byte PWM_RESOLUTION = 12;
|
||||
const int PWM_CYCLE = 12000;
|
||||
const byte PWM_RES = 12;
|
||||
|
||||
|
||||
//Encoders variables
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||||
long int m1Raw, m1RawLast;
|
||||
long int m2Raw, m2RawLast;
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||||
volatile bool M1_A_state;
|
||||
volatile bool M1_B_state;
|
||||
volatile bool M2_A_state;
|
||||
volatile bool M2_B_state;
|
||||
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||||
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||||
//Interrupt routines
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||||
// CW = INCREASE
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||||
// CCW = DECREASE
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||||
void IRAM_ATTR m1_A_changed() {
|
||||
M1_A_state = digitalRead(M1_ENC_A);
|
||||
M1_B_state = digitalRead(M1_ENC_B);
|
||||
|
||||
//Rising
|
||||
if (M1_A_state == HIGH) {
|
||||
if (M1_B_state == HIGH) {
|
||||
m1Raw = m1Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M1_B_state == LOW) {
|
||||
m1Raw = m1Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
//Falling
|
||||
else if (M1_A_state == LOW) {
|
||||
if (M1_B_state == HIGH) {
|
||||
m1Raw = m1Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M1_B_state == LOW) {
|
||||
m1Raw = m1Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
void IRAM_ATTR m1_B_changed() {
|
||||
M1_A_state = digitalRead(M1_ENC_A);
|
||||
M1_B_state = digitalRead(M1_ENC_B);
|
||||
|
||||
//Rising
|
||||
if (M1_B_state == HIGH) {
|
||||
if (M1_A_state == HIGH) {
|
||||
m1Raw = m1Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M1_A_state == LOW) {
|
||||
m1Raw = m1Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
//Falling
|
||||
else if (M1_B_state == LOW) {
|
||||
if (M1_A_state == HIGH) {
|
||||
m1Raw = m1Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M1_A_state == LOW) {
|
||||
m1Raw = m1Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void IRAM_ATTR m2_A_changed() {
|
||||
M2_A_state = digitalRead(M2_ENC_A);
|
||||
M2_B_state = digitalRead(M2_ENC_B);
|
||||
|
||||
//Rising
|
||||
if (M2_A_state == HIGH) {
|
||||
if (M2_B_state == HIGH) {
|
||||
m2Raw = m2Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M2_B_state == LOW) {
|
||||
m2Raw = m2Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
//Falling
|
||||
else if (M2_A_state == LOW) {
|
||||
if (M2_B_state == HIGH) {
|
||||
m2Raw = m2Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M2_B_state == LOW) {
|
||||
m2Raw = m2Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
void IRAM_ATTR m2_B_changed() {
|
||||
M2_A_state = digitalRead(M2_ENC_A);
|
||||
M2_B_state = digitalRead(M2_ENC_B);
|
||||
|
||||
//Rising
|
||||
if (M2_B_state == HIGH) {
|
||||
if (M2_A_state == HIGH) {
|
||||
m2Raw = m2Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M2_A_state == LOW) {
|
||||
m2Raw = m2Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
//Falling
|
||||
else if (M2_B_state == LOW) {
|
||||
if (M2_A_state == HIGH) {
|
||||
m2Raw = m2Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M2_A_state == LOW) {
|
||||
m2Raw = m2Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
volatile bool M1_A_state, M1_B_state;
|
||||
volatile bool M2_A_state, M2_B_state;
|
||||
|
||||
|
||||
void setup() {
|
||||
|
@ -163,14 +56,7 @@ void setup() {
|
|||
delay(10);
|
||||
|
||||
//Initialize encoder interrupts
|
||||
pinMode(M1_ENC_A, INPUT_PULLUP);
|
||||
pinMode(M1_ENC_B, INPUT_PULLUP);
|
||||
pinMode(M2_ENC_A, INPUT_PULLUP);
|
||||
pinMode(M2_ENC_B, INPUT_PULLUP);
|
||||
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(M1_ENC_A), m1_A_changed, CHANGE);
|
||||
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(M1_ENC_B), m1_B_changed, CHANGE);
|
||||
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(M2_ENC_A), m2_A_changed, CHANGE);
|
||||
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(M2_ENC_B), m2_B_changed, CHANGE);
|
||||
initInterrupt();
|
||||
|
||||
//Initialize encoders
|
||||
m1Raw = 0;
|
||||
|
@ -179,18 +65,21 @@ void setup() {
|
|||
m2RawLast = 100;
|
||||
|
||||
// Initialize PWM channels
|
||||
// channels 0-15, resolution 1-16 bits, freq limits depend on resolution
|
||||
// ledcSetup(uint8_t channel, uint32_t freq, uint8_t resolution_bits);
|
||||
|
||||
ledcAttachPin(M1_A, 1);
|
||||
ledcAttachPin(M1_B, 2);
|
||||
ledcAttachPin(M2_A, 3);
|
||||
ledcAttachPin(M2_B, 4);
|
||||
|
||||
ledcSetup(1, PWM_CYCLE, PWM_RESOLUTION);
|
||||
ledcSetup(2, PWM_CYCLE, PWM_RESOLUTION);
|
||||
ledcSetup(3, PWM_CYCLE, PWM_RESOLUTION);
|
||||
ledcSetup(4, PWM_CYCLE, PWM_RESOLUTION);
|
||||
ledcSetup(1, PWM_CYCLE, PWM_RES);
|
||||
ledcSetup(2, PWM_CYCLE, PWM_RES);
|
||||
ledcSetup(3, PWM_CYCLE, PWM_RES);
|
||||
ledcSetup(4, PWM_CYCLE, PWM_RES);
|
||||
|
||||
//Initialize differential drive inverse kinematics
|
||||
initMotors();
|
||||
|
||||
// Initialize Remote control
|
||||
initRemote();
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
@ -198,20 +87,25 @@ void loop() {
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|||
//Update time variables
|
||||
tNow = micros();
|
||||
dT = tNow - tLast; //[Cycle time in microseconds]
|
||||
dT_s = dT * pow(10,-6); //[Cycle time in seconds]
|
||||
|
||||
|
||||
//Get sensor data
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||||
readIMU();
|
||||
|
||||
|
||||
//Control motor
|
||||
//Control motors
|
||||
motors();
|
||||
|
||||
|
||||
//Save time
|
||||
// Plot
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||||
plot();
|
||||
|
||||
|
||||
//Save time for next cycle
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||||
tLast = tNow;
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||||
|
||||
|
||||
//Delay
|
||||
delay(5); // only read every 0,5 seconds, 10ms for 100Hz, 20ms for 50Hz
|
||||
delay(5);
|
||||
}
|
||||
|
|
|
@ -0,0 +1,114 @@
|
|||
//Interrupt routines
|
||||
void IRAM_ATTR m1_A_changed() {
|
||||
M1_A_state = digitalRead(M1_ENC_A);
|
||||
M1_B_state = digitalRead(M1_ENC_B);
|
||||
|
||||
//Rising
|
||||
if (M1_A_state == HIGH) {
|
||||
if (M1_B_state == HIGH) {
|
||||
m1Raw = m1Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M1_B_state == LOW) {
|
||||
m1Raw = m1Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
//Falling
|
||||
else if (M1_A_state == LOW) {
|
||||
if (M1_B_state == HIGH) {
|
||||
m1Raw = m1Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M1_B_state == LOW) {
|
||||
m1Raw = m1Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
void IRAM_ATTR m1_B_changed() {
|
||||
M1_A_state = digitalRead(M1_ENC_A);
|
||||
M1_B_state = digitalRead(M1_ENC_B);
|
||||
|
||||
//Rising
|
||||
if (M1_B_state == HIGH) {
|
||||
if (M1_A_state == HIGH) {
|
||||
m1Raw = m1Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M1_A_state == LOW) {
|
||||
m1Raw = m1Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
//Falling
|
||||
else if (M1_B_state == LOW) {
|
||||
if (M1_A_state == HIGH) {
|
||||
m1Raw = m1Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M1_A_state == LOW) {
|
||||
m1Raw = m1Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void IRAM_ATTR m2_A_changed() {
|
||||
M2_A_state = digitalRead(M2_ENC_A);
|
||||
M2_B_state = digitalRead(M2_ENC_B);
|
||||
|
||||
//Rising
|
||||
if (M2_A_state == HIGH) {
|
||||
if (M2_B_state == HIGH) {
|
||||
m2Raw = m2Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M2_B_state == LOW) {
|
||||
m2Raw = m2Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
//Falling
|
||||
else if (M2_A_state == LOW) {
|
||||
if (M2_B_state == HIGH) {
|
||||
m2Raw = m2Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M2_B_state == LOW) {
|
||||
m2Raw = m2Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
void IRAM_ATTR m2_B_changed() {
|
||||
M2_A_state = digitalRead(M2_ENC_A);
|
||||
M2_B_state = digitalRead(M2_ENC_B);
|
||||
|
||||
//Rising
|
||||
if (M2_B_state == HIGH) {
|
||||
if (M2_A_state == HIGH) {
|
||||
m2Raw = m2Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M2_A_state == LOW) {
|
||||
m2Raw = m2Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
//Falling
|
||||
else if (M2_B_state == LOW) {
|
||||
if (M2_A_state == HIGH) {
|
||||
m2Raw = m2Raw + 1;
|
||||
}
|
||||
else if (M2_A_state == LOW) {
|
||||
m2Raw = m2Raw - 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
void initInterrupt(){
|
||||
pinMode(M1_ENC_A, INPUT_PULLUP);
|
||||
pinMode(M1_ENC_B, INPUT_PULLUP);
|
||||
pinMode(M2_ENC_A, INPUT_PULLUP);
|
||||
pinMode(M2_ENC_B, INPUT_PULLUP);
|
||||
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(M1_ENC_A), m1_A_changed, CHANGE);
|
||||
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(M1_ENC_B), m1_B_changed, CHANGE);
|
||||
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(M2_ENC_A), m2_A_changed, CHANGE);
|
||||
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(M2_ENC_B), m2_B_changed, CHANGE);
|
||||
}
|
|
@ -0,0 +1,36 @@
|
|||
//Variables
|
||||
const byte NO_CHANNELS = 2;
|
||||
const byte CHANNEL_PINS[] = {12, 14};
|
||||
volatile unsigned int interruptTime_ch1, interruptTimeLast_ch1;
|
||||
volatile unsigned int interruptTime_ch2, interruptTimeLast_ch2;
|
||||
volatile unsigned int pwm_time_ch1, pwm_time_ch2;
|
||||
|
||||
|
||||
void ch1_interrupt() {
|
||||
interruptTime_ch1 = micros();
|
||||
if (interruptTime_ch1 >interruptTimeLast_ch1 && (interruptTime_ch1 - interruptTimeLast_ch1)< 2100){
|
||||
pwm_time_ch1 = interruptTime_ch1 - interruptTimeLast_ch1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
interruptTimeLast_ch1 = interruptTime_ch1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
void ch2_interrupt() {
|
||||
interruptTime_ch2 = micros();
|
||||
if (interruptTime_ch2 > interruptTimeLast_ch2 && (interruptTime_ch2 - interruptTimeLast_ch2)< 2100 ){
|
||||
pwm_time_ch2 = interruptTime_ch2 - interruptTimeLast_ch2;
|
||||
}
|
||||
interruptTimeLast_ch2 = interruptTime_ch2;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
void initRemote(){
|
||||
//Ch1
|
||||
pinMode(CHANNEL_PINS[0], INPUT_PULLUP);
|
||||
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(CHANNEL_PINS[0]), ch1_interrupt, CHANGE);
|
||||
|
||||
//Ch2
|
||||
pinMode(CHANNEL_PINS[1], INPUT);
|
||||
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(CHANNEL_PINS[1]), ch2_interrupt, CHANGE);
|
||||
}
|
|
@ -1,123 +1,164 @@
|
|||
//Constants
|
||||
const int MOTOR_SATURATION = round(pow(2, PWM_RESOLUTION));
|
||||
const float WHEEL_DIAMETER = 0.067708;
|
||||
const int MOTOR_SATURATION = round(pow(2, PWM_RES));
|
||||
const float BASE_WIDTH = 0.1837;
|
||||
const float WHEEL_DIAMETER = 0.0677;
|
||||
const float PULSES_PER_TURN = 1320.0;
|
||||
const float BALANCE_POINT = -0.05;
|
||||
const float SPEED_REFERENCE = 0.0;
|
||||
const float BALANCE_POINT = 0.05;
|
||||
const float SPEED_REF = 0.00;
|
||||
const float TURN_SPEED_REF = 0.00;
|
||||
const float DEADBAND_M1_POS = 90.0;
|
||||
const float DEADBAND_M1_NEG = 90.0;
|
||||
const float DEADBAND_M2_POS = 90.0;
|
||||
const float DEADBAND_M2_NEG = 90.0;
|
||||
|
||||
|
||||
//Tuning
|
||||
const float K_SC = 15.0;
|
||||
const float K_OL = 13.0;
|
||||
const float K_IL = 80.0;
|
||||
const float I_IL = 5.5;
|
||||
const float filter_gain = 15.0;
|
||||
const float K_SC = 18.5; //Speed controller gain
|
||||
const float K_TC = 90.0; //Turn controller gain
|
||||
const float K_OL = 13.0; //Outer loop balance controller gain
|
||||
const float K_IL = 72.0; //Inner loop balance controller gain
|
||||
const float I_IL = 80.0; //Inner loop balance controller Igain
|
||||
const float filter_gain = 16.0; //Motor speed LPF gain
|
||||
|
||||
|
||||
//Help variables
|
||||
float M1_Lin_Vel, M2_Lin_Vel;
|
||||
int Speed_CMD, M1_Speed_CMD, M2_Speed_CMD;
|
||||
int M1_Speed_CMD, M2_Speed_CMD;
|
||||
float rem_speed_ref, rem_turn_speed_ref;
|
||||
float SC_cont_out;
|
||||
float TC_cont_out;
|
||||
float OL_cont_out;
|
||||
float ref_IL, act_IL, error_IL, IL_cont_out, iError_IL, IL_anti_windup;
|
||||
|
||||
float ref_SC, act_SC, error_SC, SC_cont_out;
|
||||
float ref_OL, act_OL, error_OL, OL_cont_out;
|
||||
float ref_IL, act_IL, error_IL, iError_IL;
|
||||
|
||||
|
||||
//Matrices
|
||||
mtx_type motor_ang_vel [2][1];
|
||||
mtx_type vel_Matrix [2][1];
|
||||
mtx_type inv_Kin [2][2];
|
||||
|
||||
|
||||
void initMotors() {
|
||||
// Inverse Kinematic matrix of differential drive robot
|
||||
inv_Kin[0][0] = WHEEL_DIAMETER / 4;
|
||||
inv_Kin[1][0] = (WHEEL_DIAMETER / 2) / BASE_WIDTH;
|
||||
inv_Kin[0][1] = WHEEL_DIAMETER / 4;
|
||||
inv_Kin[1][1] = -(WHEEL_DIAMETER / 2) / BASE_WIDTH;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void motors() {
|
||||
|
||||
|
||||
//Calculate wheel angular velocity
|
||||
motor_ang_vel[0][0] = encoderReaderAngVel(m1Raw, m1RawLast, motor_ang_vel[1][0], PULSES_PER_TURN, WHEEL_DIAMETER, dT_s, filter_gain);
|
||||
motor_ang_vel[1][0] = encoderReaderAngVel(m2Raw, m2RawLast, motor_ang_vel[1][0], PULSES_PER_TURN, WHEEL_DIAMETER, dT_s, filter_gain);
|
||||
|
||||
|
||||
//Calculate robot linear and angular velocity
|
||||
Matrix.Multiply((mtx_type*)inv_Kin, (mtx_type*)motor_ang_vel, 2, 2, 1, (mtx_type*)vel_Matrix);
|
||||
|
||||
|
||||
// Remote control commands
|
||||
if (pwm_time_ch1 == 0 && pwm_time_ch2 == 0){
|
||||
rem_turn_speed_ref = 0;
|
||||
rem_speed_ref = 0;
|
||||
}
|
||||
else{
|
||||
rem_turn_speed_ref = floatMap(pwm_time_ch1, 992.0, 2015.0, -3.75, 3.75);
|
||||
rem_speed_ref = floatMap(pwm_time_ch2, 982.0, 2005.0, -0.35, 0.35);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// Speed Controller
|
||||
ref_SC = SPEED_REFERENCE;
|
||||
act_SC = (M1_Lin_Vel + M2_Lin_Vel) / 2;
|
||||
error_SC = ref_SC - act_SC;
|
||||
SC_cont_out = (error_SC * K_SC);
|
||||
SC_cont_out = PController(rem_speed_ref, vel_Matrix[0][0], K_SC);
|
||||
|
||||
|
||||
// Balance controller
|
||||
// Outer loop
|
||||
ref_OL = BALANCE_POINT - SC_cont_out;
|
||||
act_OL = pitch;
|
||||
error_OL = ref_OL - act_OL;
|
||||
OL_cont_out = (error_OL * K_OL);
|
||||
OL_cont_out = PController((BALANCE_POINT - SC_cont_out), pitch, K_OL);
|
||||
// Inner loop
|
||||
ref_IL = OL_cont_out;
|
||||
act_IL = pitch_rate;
|
||||
error_IL = ref_IL - act_IL;
|
||||
iError_IL = iError_IL + (error_IL * dT * pow(10, -6) * I_IL);
|
||||
Speed_CMD = round((error_IL * K_IL) + iError_IL);
|
||||
ref_IL = OL_cont_out;
|
||||
act_IL = pitch_rate;
|
||||
error_IL = ref_IL - act_IL;
|
||||
iError_IL = iError_IL + (dT_s*(error_IL * I_IL) + (IL_anti_windup*((1/I_IL)+(1/K_IL))));
|
||||
IL_cont_out = round((error_IL * K_IL) + iError_IL);
|
||||
|
||||
M1_Speed_CMD = Speed_CMD;
|
||||
M2_Speed_CMD = Speed_CMD;
|
||||
|
||||
// M1_Speed_CMD = 0;
|
||||
// M2_Speed_CMD = 0;
|
||||
//Turn controller
|
||||
TC_cont_out = PController(rem_turn_speed_ref, vel_Matrix[0][1], K_TC);
|
||||
|
||||
//Calculate speed from encoders
|
||||
M1_Lin_Vel = encoderReader(m1Raw, m1RawLast, M1_Lin_Vel, PULSES_PER_TURN, WHEEL_DIAMETER, dT, filter_gain);
|
||||
M2_Lin_Vel = encoderReader(m2Raw, m2RawLast, M2_Lin_Vel, PULSES_PER_TURN, WHEEL_DIAMETER, dT, filter_gain);
|
||||
|
||||
//Sum speed command for motors
|
||||
M1_Speed_CMD = IL_cont_out - TC_cont_out;
|
||||
M2_Speed_CMD = IL_cont_out + TC_cont_out;
|
||||
|
||||
//Sum speed command for motors
|
||||
// M1_Speed_CMD = 0;
|
||||
// M2_Speed_CMD = 0;
|
||||
|
||||
|
||||
//Motor control
|
||||
motorControl(1, M1_Speed_CMD, MOTOR_SATURATION, DEADBAND_M1_POS, DEADBAND_M1_NEG);
|
||||
motorControl(2, M2_Speed_CMD, MOTOR_SATURATION, DEADBAND_M2_POS, DEADBAND_M2_NEG);
|
||||
|
||||
|
||||
// Serial plotter
|
||||
Serial.print("Balance_Point:");
|
||||
Serial.print(ref_OL);
|
||||
Serial.print(" ");
|
||||
Serial.print("Pitch_Angle:");
|
||||
Serial.print(act_OL);
|
||||
Serial.print(" ");
|
||||
Serial.print("Speed_CMD:");
|
||||
Serial.println(Speed_CMD * (100.0 / 4096.0));
|
||||
|
||||
IL_anti_windup = motorControl(1, M1_Speed_CMD, MOTOR_SATURATION, DEADBAND_M1_POS, DEADBAND_M1_NEG);
|
||||
IL_anti_windup = IL_anti_windup + motorControl(2, M2_Speed_CMD, MOTOR_SATURATION, DEADBAND_M2_POS, DEADBAND_M2_NEG);
|
||||
IL_anti_windup = IL_anti_windup/2;
|
||||
|
||||
//Update variables for next scan cycle
|
||||
m1RawLast = m1Raw;
|
||||
m2RawLast = m2Raw;
|
||||
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
float encoderReader(int encRaw, int encRawLast, float lin_vel_filtered_, float pulses_per_turn_, float wheel_diameter_, int dT_, float filt_gain_ ) {
|
||||
float dEnc_ = encRaw - encRawLast; //[Number of encoder pulses this cycle]
|
||||
float dTurn_ = dEnc_ / pulses_per_turn_; //[Amount wheel turned this cycle. 1 = full rotation]
|
||||
float lin_vel_ = (dTurn_ * wheel_diameter_ * PI) / (dT_ * 0.000001);
|
||||
return lin_vel_filtered_ + ((lin_vel_ - lin_vel_filtered_) * dT_ * 0.000001 * filt_gain_);
|
||||
float PController(float ref_, float act_, float k_){
|
||||
return (ref_-act_)*k_;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void motorControl(byte motorID, int speedCMD_, int saturation, float dbPos_, float dbNeg_) {
|
||||
|
||||
float floatMap(int in, float inMin, float inMax, float outMin, float outMax){
|
||||
return (in - inMin) * (outMax - outMin) / (inMax - inMin) + outMin;
|
||||
}
|
||||
|
||||
float encoderReaderLinVel(int encRaw, int encRawLast, float lin_vel_filtered_, float pulses_per_turn_, float wheel_diameter_, float dT_, float filt_gain_ ) {
|
||||
float dEnc_ = encRaw - encRawLast; //[Number of encoder pulses this cycle]
|
||||
float dTurn_ = dEnc_ / pulses_per_turn_; //[Amount wheel turned this cycle. 1 = full rotation]
|
||||
float lin_vel_ = (dTurn_ * wheel_diameter_ * PI) / (dT_);
|
||||
return lin_vel_filtered_ + ((lin_vel_ - lin_vel_filtered_) * dT_ * filt_gain_);
|
||||
}
|
||||
|
||||
float encoderReaderAngVel(int encRaw, int encRawLast, float ang_vel_filtered_, float pulses_per_turn_, float wheel_diameter_, float dT_, float filt_gain_ ) {
|
||||
float dEnc_ = encRaw - encRawLast; //[Number of encoder pulses this cycle]
|
||||
float dTurn_ = dEnc_ / pulses_per_turn_; //[Amount wheel turned this cycle. 1 = full rotation]
|
||||
float ang_vel_ = (dTurn_ * 2 * PI) / (dT_);
|
||||
return ang_vel_filtered_ + ((ang_vel_ - ang_vel_filtered_) * dT_ * filt_gain_);
|
||||
}
|
||||
|
||||
float motorControl(byte motorID, int speedCMD_, int saturation, float dbPos_, float dbNeg_) {
|
||||
//Returns anti windup difference
|
||||
//Calculate channel
|
||||
byte ch1 = motorID * 2 - 1;
|
||||
byte ch2 = motorID * 2;
|
||||
|
||||
|
||||
// Speed command saturation
|
||||
if (speedCMD_ > saturation) {
|
||||
speedCMD_ = saturation;
|
||||
}
|
||||
else if (speedCMD_ < -saturation) {
|
||||
speedCMD_ = -saturation;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
byte ch2 = motorID * 2;
|
||||
byte ch1 = ch2 - 1;
|
||||
float windup = 0;
|
||||
//Deadband
|
||||
else if (speedCMD_ > 0 && speedCMD_ < dbPos_) {
|
||||
if (speedCMD_ > 0 && speedCMD_ < dbPos_) {
|
||||
speedCMD_ = dbPos_;
|
||||
}
|
||||
else if (speedCMD_ < 0 && speedCMD_ > -dbNeg_) {
|
||||
speedCMD_ = -dbNeg_;
|
||||
}
|
||||
|
||||
//Zero speed if input = 0
|
||||
else if (speedCMD_ == 0) {
|
||||
speedCMD_ = 0;
|
||||
// Speed command saturation
|
||||
else if (speedCMD_ > saturation) {
|
||||
windup = saturation-speedCMD_;
|
||||
speedCMD_ = saturation;
|
||||
}
|
||||
else if (speedCMD_ < -saturation) {
|
||||
windup = saturation-speedCMD_;
|
||||
speedCMD_ = -saturation;
|
||||
}
|
||||
|
||||
else {
|
||||
speedCMD_ = speedCMD_;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//Apply speed command to PWM output
|
||||
if (speedCMD_ > 0) {
|
||||
ledcWrite(ch1, 0);
|
||||
|
@ -127,4 +168,11 @@ void motorControl(byte motorID, int speedCMD_, int saturation, float dbPos_, flo
|
|||
ledcWrite(ch1, -1 * speedCMD_);
|
||||
ledcWrite(ch2, 0);
|
||||
}
|
||||
else if (speedCMD_ == 0) {
|
||||
ledcWrite(ch1, 0);
|
||||
ledcWrite(ch2, 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return windup;
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
|
|
@ -0,0 +1,75 @@
|
|||
void plot(){
|
||||
// Time
|
||||
// Serial.print("dT:");
|
||||
// Serial.println(dT);
|
||||
// Serial.print(" ");
|
||||
// Serial.print("dT_s:");
|
||||
// Serial.println(dT_s);
|
||||
// Serial.print(" ");
|
||||
|
||||
// IMU
|
||||
// Serial.print ( "Pitch:" );
|
||||
// Serial.print ( pitch );
|
||||
// Serial.print (" ");
|
||||
// Serial.print ( "Accelerometer_Pitch:" );
|
||||
// Serial.print ( acc_pitch );
|
||||
// Serial.print (" ");
|
||||
// Serial.print ( "," );
|
||||
// Serial.println ( gz );
|
||||
// Serial.print ( "," );
|
||||
// Serial.println ( gt );
|
||||
// Serial.print ( " " );
|
||||
// Serial.println ( acc_pitch);
|
||||
|
||||
|
||||
// Remote control
|
||||
// Serial.print("ch1:");
|
||||
// Serial.print(pwm_time_ch1);
|
||||
// Serial.print(" ");
|
||||
// Serial.print("ch2:");
|
||||
// Serial.print(pwm_time_ch2);
|
||||
// Serial.print("ch1mapped:");
|
||||
// Serial.print(rem_turn_speed_ref);
|
||||
// Serial.print(" ");
|
||||
// Serial.print("ch2mapped:");
|
||||
// Serial.println(rem_speed_ref);
|
||||
|
||||
|
||||
// Encoders
|
||||
// Serial.print("m1Raw:");
|
||||
// Serial.print(m1Raw);
|
||||
// Serial.print(" ");
|
||||
// Serial.print("m2Raw:");
|
||||
// Serial.println(m2Raw);
|
||||
|
||||
// Motors
|
||||
// Serial.print("SpeedControllerOut:");
|
||||
// Serial.print(SC_cont_out);
|
||||
// Serial.print(" ");
|
||||
// Serial.print("BalanceOLControllerOut:");
|
||||
// Serial.print(OL_cont_out);
|
||||
// Serial.print(" ");
|
||||
// Serial.print("BalanceILControllerOut:");
|
||||
// Serial.print(IL_cont_out);
|
||||
// Serial.print(" ");
|
||||
// Serial.print("TurnControllerOut:");
|
||||
// Serial.println(TC_cont_out);
|
||||
// Serial.print(" ");
|
||||
// Serial.print("M1_CMD:");
|
||||
// Serial.print(M1_Speed_CMD);
|
||||
// Serial.print(" ");
|
||||
// Serial.print("M2_CMD:");
|
||||
// Serial.println(M2_Speed_CMD);
|
||||
|
||||
// Serial.print("M1_Ang_Vel:");
|
||||
// Serial.print(motor_ang_vel[0][0]);
|
||||
// Serial.print(" ");
|
||||
// Serial.print("M2_Ang_Vel:");
|
||||
// Serial.print(motor_ang_vel[0][1]);
|
||||
// Serial.print(" ");
|
||||
// Serial.print("botLinVel:");
|
||||
// Serial.print(vel_Matrix[0][0]);
|
||||
// Serial.print(" ");
|
||||
// Serial.print("botAngVel:");
|
||||
// Serial.println(vel_Matrix[1][0]);
|
||||
}
|
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