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P,I,Dを変数に格納する
Dependencies: mbed AQM0802 CRotaryEncoder TB6612FNG
main.cpp@5:f635f1f01d2d, 2019-08-26 (annotated)
- Committer:
- yusaku0125
- Date:
- Mon Aug 26 09:25:22 2019 +0000
- Revision:
- 5:f635f1f01d2d
- Parent:
- 4:ac9e6772ddb3
- Child:
- 6:afd8f0d02c8d
test
Who changed what in which revision?
User | Revision | Line number | New contents of line |
---|---|---|---|
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 1 | ////ライントレースサンプルver3 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 2 | ///モータ速度制御プログラムを追加。 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 3 | ///ラインセンサPD制御を追加。 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 4 | ///M_KP,M_KDは別途straight_speed_controlのプログラムで検証した値をセットする。 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 5 | ///フォトリフレクタのゲイン、ラインセンサの各種成分の調整を行い、 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 6 | ///ラインをきれいにトレースできるよう挑戦する。 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 7 | |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 8 | #include "mbed.h" |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 9 | #include "CRotaryEncoder.h" |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 10 | #include "TB6612.h" |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 11 | |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 12 | |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 13 | //☆★☆★各種パラメータ調整箇所☆★☆★☆★ |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 14 | #define DEFAULT_SPEED 500 //機体の直進速度1000[mm/s] |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 15 | #define PULSE_TO_UM 30 //エンコーダ1パルス当たりのタイヤ移動距離[um] |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 16 | #define INTERRUPT_TIME 1000 //割りこみ周期[us] |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 17 | |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 18 | //モータ速度のゲイン関連(むやみに調整しない) |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 19 | #define M_KP 0.002f//P(比例)制御成分 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 20 | #define M_KD 0.001f//D(微分)制御成分 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 21 | |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 22 | //フォトリフレクタのゲイン(外側に行くにつれ値を何倍させたいか調整する。) |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 23 | #define S_K1 1.0f //float演算させる値には必ずfを付ける |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 24 | #define S_K2 2.0f //2倍 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 25 | #define S_K3 4.0f //4倍 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 26 | |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 27 | //ラインセンサ各種制御成分 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 28 | #define S_KP 0.5f //ラインセンサ比例成分。大きいほど曲がりやすい |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 29 | #define S_KD 0.3f //ラインセンサ微分成分。大きいほど急なラインずれに強くなる。 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 30 | |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 31 | |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 32 | //////////☆★☆★☆★☆★☆★////////////// |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 33 | |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 34 | /////アナログ入力オブジェクト定義////////// |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 35 | AnalogIn s1(D3); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 36 | AnalogIn s2(A6); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 37 | AnalogIn s3(A5); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 38 | AnalogIn s4(A4); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 39 | AnalogIn s5(A3); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 40 | AnalogIn s6(A2); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 41 | AnalogIn s7(A1); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 42 | AnalogIn s8(A0); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 43 | /////////////////////////////////////// |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 44 | Serial PC(USBTX,USBRX); |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 45 | CRotaryEncoder encoder_a(D1,D0); //モータAのエンコーダ |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 46 | CRotaryEncoder encoder_b(D11,D12); //モータBのエンコーダ |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 47 | Ticker timer; //タイマ割込み用 |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 48 | TB6612 motor_a(D2,D7,D6); //モータA制御用(pwma,ain1,ain2) |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 49 | TB6612 motor_b(D10,D8,D9); //モータB制御用(pwmb,bin1,bin2) |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 50 | |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 51 | |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 52 | //使用変数の定義 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 53 | float S1_Data,S2_Data,S3_Data,S4_Data,S5_Data,S6_Data,S7_Data,S8_Data; |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 54 | float All_Sensor_Data; //ラインセンサ総データ量 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 55 | float Sensor_Diff[2]={0,0}; //ラインセンサ偏差 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 56 | float Sensor_P=0.0f; //ラインセンサP(比例成分)制御量 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 57 | float Sensor_D=0.0f; //ラインセンサD(微分成分)制御量 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 58 | float Sensor_PD=0.0f; //ラインセンサP,D成分の合計 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 59 | long int Enc_Count_A=0,Enc_Count_B=0; //エンコーダパルス数を格納 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 60 | long int Distance_A=0,Distance_B=0; //タイヤ移動距離を格納[mm] |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 61 | long int Speed_A=0, Speed_B=0; //現在速度 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 62 | long int Target_Speed_A=0,Target_Speed_B=0; //目標速度 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 63 | long int Motor_A_Diff[2]={0,0}; //過去の偏差と現在の偏差を格納 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 64 | long int Motor_B_Diff[2]={0,0}; |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 65 | float Motor_A_P,Motor_B_P; //モータP制御成分 |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 66 | float Motor_A_D,Motor_B_D; //モータD制御成分 |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 67 | float Motor_A_Pwm,Motor_B_Pwm; //モータへの出力 |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 68 | |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 69 | void timer_interrupt(){ |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 70 | Sensor_Diff[1]=Sensor_Diff[0];//過去のラインセンサ偏差を退避 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 71 | //各種センサ情報取得 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 72 | S1_Data=s1.read(); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 73 | S2_Data=s2.read(); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 74 | S3_Data=s3.read(); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 75 | S4_Data=s4.read(); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 76 | S5_Data=s5.read(); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 77 | S6_Data=s6.read(); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 78 | S7_Data=s7.read(); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 79 | S8_Data=s8.read(); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 80 | //センサ取得値の重ね合わせ(端のセンサほどモータ制御量を大きくする) |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 81 | All_Sensor_Data=-(S2_Data*S_K3+S3_Data*S_K2+S4_Data*S_K1)+(S5_Data*S_K1+S6_Data*S_K2+S7_Data*S_K3); |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 82 | Sensor_Diff[0]=All_Sensor_Data; |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 83 | Sensor_P=All_Sensor_Data*S_KP; //ラインセンサ比例成分の演算 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 84 | Sensor_D=(Sensor_Diff[0]-Sensor_Diff[1])*S_KD; //ラインセンサ微分成分の演算 |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 85 | Sensor_PD=Sensor_P+Sensor_D; |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 86 | ////モータ現在速度の取得 |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 87 | Enc_Count_A=encoder_a.Get(); //エンコーダパルス数を取得 |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 88 | Enc_Count_B=-encoder_b.Get(); |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 89 | Distance_A=(Enc_Count_A*PULSE_TO_UM); //移動距離をmm単位で格納 |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 90 | Distance_B=(Enc_Count_B*PULSE_TO_UM); |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 91 | Speed_A=(Distance_A*1000)/INTERRUPT_TIME;//走行速度演算[mm/s] |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 92 | Speed_B=(Distance_B*1000)/INTERRUPT_TIME; |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 93 | Distance_A=0; |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 94 | Distance_B=0; |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 95 | encoder_a.Set(0); |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 96 | encoder_b.Set(0); |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 97 | |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 98 | /////各モータの目標速度の設定 |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 99 | Target_Speed_A=DEFAULT_SPEED; |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 100 | Target_Speed_B=DEFAULT_SPEED; |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 101 | |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 102 | /////モータの速度制御 |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 103 | //過去の速度偏差を退避 |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 104 | Motor_A_Diff[1]=Motor_A_Diff[0]; |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 105 | Motor_A_Diff[1]=Motor_A_Diff[0]; |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 106 | //現在の速度偏差を取得。 |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 107 | Motor_A_Diff[0]=(Target_Speed_A-Speed_A); |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 108 | Motor_B_Diff[0]=(Target_Speed_B-Speed_B); |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 109 | //P成分演算 |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 110 | Motor_A_P=Motor_A_Diff[0]*M_KP; |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 111 | Motor_B_P=Motor_B_Diff[0]*M_KP; |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 112 | //D成分演算 |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 113 | Motor_A_D=(Motor_A_Diff[0]-Motor_A_Diff[1])*M_KD; |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 114 | Motor_B_D=(Motor_B_Diff[0]-Motor_B_Diff[1])*M_KD; |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 115 | |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 116 | Motor_A_Pwm=Motor_A_P+Motor_A_D+Sensor_PD; |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 117 | Motor_B_Pwm=Motor_B_P+Motor_B_D-Sensor_PD; |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 118 | if(Motor_A_Pwm>1.0f)Motor_A_Pwm=1.0f; |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 119 | else if(Motor_A_Pwm<-1.0f)Motor_A_Pwm=-1.0f; |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 120 | if(Motor_B_Pwm>1.0f)Motor_B_Pwm=1.0f; |
yusaku0125 | 5:f635f1f01d2d | 121 | else if(Motor_B_Pwm<-1.0f)Motor_B_Pwm=-1.0f; |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 122 | //最終的には符号を逆転して出力 |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 123 | motor_a=-Motor_A_Pwm; |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 124 | motor_b=-Motor_B_Pwm; |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 125 | } |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 126 | |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 127 | int main() { |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 128 | timer.attach_us(&timer_interrupt,INTERRUPT_TIME);//タイマ割り込みスタート |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 129 | while(1){ |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 130 | wait(1); |
yusaku0125 | 4:ac9e6772ddb3 | 131 | PC.printf("spd_a:%d[mm/sec] spd_b:%d[mm/sec]\r\n",Speed_A,Speed_B);//表示 |
yusaku0125 | 0:df99e50ed3fd | 132 | } |
yusaku0125 | 3:e455433c8cae | 133 | } |