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#include "mbed.h"
#include "math.h" 
//------------------------------------------
#define PI 3.1415927f
//------------------------------------------
#include "EncoderCounter.h"
#include "DiffCounter.h"
#include "IIR_filter.h"
#include "LinearCharacteristics.h"
#include "update_loop.h"
 
 
/* Cuboid balance on one edge on Nucleo F446RE
 
 **** IMPORTANT: use ..\Labormodelle\RT-MOD054 - Würfel\Escon_Parameter_4nucleo.edc 
                 settings for Maxon ESCON controller (upload via ESCON Studio) ****
hardware Connections:
 
 CN7                    CN10
  :                         :
  :                         :
 ..                        ..
 ..                        ..                  15.
 ..    AOUT i_des on (PA_5)o.
 ..                        ..
 ..                        ..
 ..               ENC CH A o.
 o. GND                    ..                  10.
 o. ENC CH B               ..
 ..                        ..
 ..                        ..
 .o AIN acx (PA_0)         ..
 .o AIN acy (PA_1)         ..                  5.
 .o AIN Gyro(PA_4)         .o Analog GND
 ..                        ..
 ..                        ..
 ..                        ..                  1.
 ----------------------------
 CN7               CN10
 */
Serial pc(SERIAL_TX, SERIAL_RX,115200);        // serial connection via USB - programmer
float out_value = 1.6f;                 // set voltage on 1.6 V (0 A current)
float w_soll = 10.0f;                   // desired velocity
float Ts = 0.002f;                      // sample time of main loops
int k = 0;

 
//------------------------------------------
float vel = 0.0f;                  // velocity of motor
float gyro = 0.0f;
float phi1 = 0.0f;
//------------------------------------------
Ticker  ControllerLoopTimer;            // interrupt for control loop
//------------------------------------------
// ----- User defined functions -----------
 
//******************************************************************************
//---------- main loop -------------
//******************************************************************************
int main()
{
    pc.printf("Start loop...\r\n");
    update_loop UL(Ts,USER_BUTTON); //Assume Fs = ...;
    while(1);
}   // END OF main
 
//******************************************************************************
//        ************ stabalizing controller *****************
//******************************************************************************
 
 
 
/* MATLAB CODE FOR CUBOID:
%% Skript fuer cuboid Praktikum 
    m_geh=.938;     % Masse des Gehaeses 
    m_sb=1.243;     % Masse Scheibe 
    m_g=m_geh+m_sb; % Gesamtmasse
    J_geh=.00408;   % Traegheit Gehaeuse (CM)
    J_sb=.00531;    % Traegheit Scheibe (CM)
    J1=diag([0 0 J_geh]);
    J2=diag([0 0 J_sb]);
    l=.17;          % Kantenlaenge
    sy=.085;
    g=9.81;
    phi0=0;
    J_g=J_geh+(m_geh+m_sb)*(l/sqrt(2))^2;
 
    %% Linearisiertes Modell
    A2=[0 1;m_g*g*l/sqrt(2)/J_g 0];
    B2=[0;-1/J_g];
    K=place(A2,B2,10*[-1+1j -1-1j]);
    s_cl=ss(A2-B2*K,B2,[1 0],0);
    V=1/dcgain(s_cl);
    
    %% Gesamtsystem mit Scheibe, Zustaende [phi_1 om_1 om2~] (om2~ = Absolutkoordinaten)
    A3=[A2-B2*K [0;0];...
         -1/J_sb*K 0];  % Auf Scheibenbeschleunigung wirken ganz 
                        % entsprechend die Zustaende x1, x2 ueber die Zustandsrueckfuehrung
    B3=[B2;1/J_sb];
    C3=[0 -1 1];        % Gemessen wird die Relativgeschwindigkeit zwischen Scheibe-Gehaeuse
    s3=ss(A3,B3,C3,0);
    s3=ss2ss(s3,[1 0 0;0 1 0;0 -1 1]);  % Transformiere 3ten Zustand (eigentlich unnoetig)
    Tn=4;
    PI=-tf([Tn 1],[Tn 0]);  % Langsamer PI Regler, negatives gain erforderlich!!
    rlocus(s3*PI);grid
    */