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////モータPID調整用プログラム
////精密な速度制御を可能とするために
////M_KP,M_KDの調整を行う。
////DEFAULT_SPEEDに近い速度へ安定して出力
////できることを確認する。
#include "mbed.h"
#include "CRotaryEncoder.h"
#include "TB6612.h"


//☆★☆★各種パラメータ調整箇所☆★☆★☆★
#define     DEFAULT_SPEED 1000   //機体の直進速度1000[mm/s]
 
#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]
                                //実測で値を調整する。
#define     INTERRUPT_TIME  1000  //割りこみ周期[us]


//モータ速度のゲイン関連
#define     M_KP    0.002f//P(比例)制御成分
#define     M_KD    0.001f//D(微分)制御成分
//////////☆★☆★☆★☆★☆★//////////////

  
Serial PC(USBTX,USBRX);
CRotaryEncoder encoder_a(D1,D0);       //モータAのエンコーダ
CRotaryEncoder encoder_b(D11,D12);     //モータBのエンコーダ
Ticker      timer;     //タイマ割込み用 
TB6612      motor_a(D2,D7,D6);  //モータA制御用(pwma,ain1,ain2)
TB6612      motor_b(D10,D8,D9);  //モータB制御用(pwmb,bin1,bin2)


int Enc_Count_A=0,Enc_Count_B=0;        //エンコーダパルス数を格納
int Distance_A=0,Distance_B=0;          //タイヤ移動距離を格納[mm] 
int Speed_A=0,  Speed_B=0;              //現在速度
int Target_Speed_A=0,Target_Speed_B=0;  //目標速度
int Motor_A_Diff[2]={0,0};    //過去の偏差と現在の偏差を格納
int Motor_B_Diff[2]={0,0};   
float Motor_A_P,Motor_B_P;              //モータP制御成分
float Motor_A_D,Motor_B_D;              //モータD制御成分
float Motor_A_Pwm,Motor_B_Pwm;          //モータへの出力

void timer_interrupt(){
    
    ////モータ現在速度の取得            
    Enc_Count_A=encoder_a.Get();   //エンコーダパルス数を取得
    Enc_Count_B=-encoder_b.Get();
    Distance_A=(Enc_Count_A*PULSE_TO_UM);  //移動距離をmm単位で格納
    Distance_B=(Enc_Count_B*PULSE_TO_UM);
    Speed_A=(Distance_A*1000)/INTERRUPT_TIME;//走行速度演算[mm/s]
    Speed_B=(Distance_B*1000)/INTERRUPT_TIME; 
    Distance_A=0;
    Distance_B=0;
    encoder_a.Set(0);
    encoder_b.Set(0);
    
    /////各モータの目標速度の設定
    Target_Speed_A=DEFAULT_SPEED;
    Target_Speed_B=DEFAULT_SPEED;
    
    /////モータの速度制御
    //過去の速度偏差を退避
    Motor_A_Diff[1]=Motor_A_Diff[0];
    Motor_A_Diff[1]=Motor_A_Diff[0];
    //現在の速度偏差を取得。    
    Motor_A_Diff[0]=(Target_Speed_A-Speed_A);
    Motor_B_Diff[0]=(Target_Speed_B-Speed_B);
    //P成分演算
    Motor_A_P=Motor_A_Diff[0]*M_KP;
    Motor_B_P=Motor_B_Diff[0]*M_KP;
    //D成分演算
    Motor_A_D=(Motor_A_Diff[0]-Motor_A_Diff[1])*M_KD;
    Motor_B_D=(Motor_B_Diff[0]-Motor_B_Diff[1])*M_KD;
    
    Motor_A_Pwm=Motor_A_P+Motor_A_D;
    Motor_B_Pwm=Motor_B_P+Motor_B_D;
    //最終的には符号を逆転して出力
    motor_a=-Motor_A_Pwm;
    motor_b=-Motor_B_Pwm;                       
}

int main() { 
    timer.attach_us(&timer_interrupt,INTERRUPT_TIME);//タイマ割り込みスタート     
    while(1){
        wait(1);
        PC.printf("spd_a:%d[mm/sec]   spd_b:%d[mm/sec]\r\n",Speed_A,Speed_B);//表示                
    }
}