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#ifndef _INCLUDE_SPEEDCONTROLLER_H_
#define _INCLUDE_SPEEDCONTROLLER_H_

/**
* @brief モーターの速度制御用プログラム
* @details モーターのdutyと角速度がほぼ比例することを利用して出力を決定し、PID制御で補正する
**/
class SpeedControl
{
private:
    double Kp_,Kd_;
    double pre_diff;
    double ptsc_;
    double Cf_;
    double Cb_;
    double Df_;
    double Db_;
    double initial_Df_;
    double initial_Db_;
    double duty_limit_;
    Ec *ec_;

public:
    PwmOut pwm_F_;
    PwmOut pwm_B_;

    /** constractorの定義
     *  @param pwm_F モーターを正転させるpwmピン名
     *  @param pwm_B モーターを後転させるpwmピン名
     *  @param us モーターのpwm周期[us]
     *  @param ec Encoder classのポインタ
     *  モーターを正転させるとエンコーダのcountが正のほうに加算されるようにエンコーダとモーターを設置する
     */
    SpeedControl(PinName pwm_F,PinName pwm_B,int us,Ec &ec);



    /**モーターのpwm周期の設定用関数
    *   @param s モーターのpwm周期[s]
    */
    void period(double s);
    /**モーターのpwm周期の設定用関数
    *   @param ms モーターのpwm周期[ms]
    */
    void period_ms(int ms);
    /**モーターのpwm周期の設定用関数
    *   @param us モーターのpwm周期[us]
     *  @senction SAMPLE
     *  @code
     *  SpeedControl motor(p21,p22,50,EC);
     *  int main(){
     *      motor.period_us(50);
     *      while(1){
     *  @endcode
    */
    void period_us(int us);
    /** PIDパラメータ設定関数
     *
     *  引数はそれぞれp,dパラメータ
     *
     *  パラメーター値は実験的に頑張って求めるしかない
     *  @param kp p制御パラメータ
     *  @param kd d制御パラメータ
     *  @senction SAMPLE
     *  @code
     *  SpeedControl motor(p21,p22,50,EC);
     *  int main(){
     *      motor.setPDparam(0.1,0.001);
     *      while(1){
     *  @endcode
     */
    void setPDparam(double kp,double kd);

    /** 角速度・duty比の関係式の設定関数
     *  横軸を角速度[rad/s], 縦軸をduty比としたときの傾きCと切片Dを正転と逆転について設定する
     *  @param cf 角速度[rad/s]とduty比の関係式の傾き(正転時)
     *  @param df 角速度[rad/s]とduty比の関係式の切片(正転時)
     *  @param cb 角速度[rad/s]とduty比の関係式の傾き(逆転時)
     *  @param db 角速度[rad/s]とduty比の関係式の切片(逆転時)
     *  @senction SAMPLE
     *  @code
     *  SpeedControl motor(p21,p22,50,EC);
     *  int main(){
     *      motor.setEquation(0.02,0.0001,-0.02,0.0001);
     *      while(1){
     *  @endcode
     */
    void setEquation(double cf,double df,double cb,double db);
    /** 出力duty比の上限を決める関数
    *   0 ~ 0.95の範囲内で設定する
    *   @param duty_limit 出力duty比の上限
    */
    void setDutyLimit(double duty_limit);
    /** 速度制御関数、引数は目標速度
     *
     *  この目標角加速度になるようにモーターを回転させることができる
     *  負の数を代入すれば逆回転することができる
     *
     *  @param target_omega 目標角速度
     *  @section SAMPLE
     *  @code
     *  //プログラム例
     *  #include "mbed.h"
     *  #include "EC.h" //Encoderライブラリをインクルード
     *  #include "SpeedController.h"    //SpeedControlライブラリをインクルード
     *  #define RESOLUTION 500
     *  Ec4multi EC(p11,p12,RESOLUTION);
     *  SpeedControl motor(p21,p22,50,EC);
     *  int main(){
     *      motor.setEquation(0.0062,0.0045,-0.0061,0.0091);    //求めたC,Dの値を設定
     *      motor.setPDparam(0.1,0.0);  //PIDの係数を設定
     *      int kai=0;
     *      for(int i=0;i<100000000;i++){
     *          motor.Sc(10);   //10[rad/s]でモーターを回転
     *          kai++;
     *          if(kai>1000){
     *              printf("omega=%f\r\n",EC.getOmega());
     *              kai=0;
     *          }
     *      }
     *      motor.stop()
     *      while(1);
     *  }
     *  @endcode
     *
     *  @section CAUTION（printfの負荷について）
     *  printfはプログラム的に大きな負担がかかり、かなり時間がかかってしまうものである。
     *
     *  なのでループごとにいちいちprintfをさせると、速度の収束にかなり時間がかかってしまう。
     *
     *  （どんなプログラムにも言えるが、）そのためこのようなprintfの頻度を少なくさせるような工夫が必要になる。
     */
    void Sc(double target_omega);
    /** モーター停止用関数
    *   dutyを0にする
    */
    void stop();
    /** duty(-1 ~ 1)比でモーターを回転させる関数
    *   負の値を入れたら逆回転する
    *   @param duty 出力duty比
    *   @section SAMPLE
    *   @code
    *   #include "mbed.h"
    *   #include "EC.h" //Encoderライブラリをインクルード
    *   #include "SpeedController.h"    //SpeedControlライブラリをインクルード
    *   #define RESOLUTION 500
    *   Ec4multi EC(p11,p12,RESOLUTION);
    *   SpeedControl motor(p21,p22,50,EC);
    *   int main(){
    *       while(1){
    *           motor.turn(0.5);    //duty0.5で正転
    *           wait(1);
    *           motor.turn(0);      //停止
    *           wait(1);
    *           motor.turn(-0.5);   //duty0.5で逆転
    *           wait(1);
    *           motor.turn(0);      //停止
    *           wait(1);
    *       }
    *   }
    *   @endcode
    */
    void turn(double duty);
    ///Encoderや速度制御の値をresetする関数
    void reset();
};

#endif