motor.h

00001 #ifndef __MOTOR_H
00002 #define __MOTOR_H
00003 #include "mbed.h"
00004 
00005 #define MotorKp 1  
00006 #define MotorKi 0
00007 #define MotorVKp 50    
00008 #define MotorVKi 0
00009 
00010 #define MotorKp_End 1
00011 #define MotorKi_End 0
00012 #define MotorVKp_End 50    
00013 #define MotorVKi_End 0
00014 
00015 #define MotorKp_Start 1  
00016 #define MotorKi_Start 0
00017 #define MotorVKp_Start 50    
00018 #define MotorVKi_Start 0
00019  
00020 
00021 //电机控制相关常量和变量
00022 #define APB2Freq 72000000 
00023 /*#define Motor1Dir PAout(2)  //电机方向引脚的宏定义
00024 #define Motor2Dir PAout(3)
00025 #define Motor3Dir PAout(8)*/
00026 
00027 //电机初始化过程状态机的状态宏定义
00028 #define MotorInitState_Out 0                //最开始的状态，默认舵臂在光电开关外面
00029 #define MotorInitState_In 1         //首先舵臂需要下降到光电开关里面，处于这个状态时，电机时往光电开关里面走，而不是已经在光电开关里面了，下面同
00030 #define MotorInitState_OutAgain 2       //然后需要到光电开关外面去
00031 #define MotorInitState_InAgain 3        //然后再到关电开关里面去，这时候要打开外部中断，舵臂的遮挡动作会触发外部中断，此时会记下初始位置，作为零位置
00032 #define MotorInitState_BackToZero 4     //初始化成功
00033 #define MotorInitState_Succeed 5        //初始化成功
00034 
00035 #define ID_Motor1 1  //电机的ID号码
00036 #define ID_Motor2 2
00037 #define ID_Motor3 3
00038 #define MotorStatus_Running 1  //电机的运行状态
00039 #define MotorStatus_OK 2
00040 //防抖动算法的变量和常量
00041 #define ErrorTolerance 20 //误差容限
00042 #define INT_TimesMin 10 //连续INT_TimesMin次中断读数都在误差容限之内，则判定已经到达预定位置
00043 
00044 //电机控制参数变换 需要变参数运行
00045 #define ApproachDistance 1000 //接近距离 当轴的实际位置与目标位置接近到一定程度之后，应当把参数调小一些，免得蜜汁抖动
00046 
00047 //低通滤波器相关常量
00048 #define FlierCoefficient 0.31415926 //低通滤波器系数 截止频率10Hz
00049 
00050 
00051 #define PulseFreqLimit 10000
00052 
00053 //电机控制结构体
00054 typedef struct _Motor_Type
00055 {
00056                 //PI调节器部分
00057                 //位置环
00058         int Encoder;                    //编码器读数
00059                 int EncoderTemp;            //编码器数据处理的中间值
00060     
00061         int PIDControl;             //PID控制量
00062                 int PIDControl_pre;     //PID控制量
00063         int Difference;             //误差量
00064         int Integral;                   //积分量
00065                 float Kp;                           //比例系数
00066                 float Ki;                           //积分系数
00067         int Goal;                           //目标值
00068                 //速度环
00069                 int Velocity;                   //速度
00070                 int V_PIDControl;               //PID控制量
00071                 int V_PIDControl_pre;       //PID控制量
00072         int V_Difference;               //误差量
00073         int V_Integral;                 //积分量
00074                 float V_Kp;                         //比例系数
00075                 float V_Ki;                         //积分系数
00076         int V_Goal;                         //目标值
00077     
00078                 //编码器过零点
00079                 int LagFiliterValue;        //滞后滤波值 用于编码器过零点检测
00080                 int LagFiliterValuePre; //缓存值
00081                 int ChangeRateLagFiliterValue; //变化率
00082                 char ChangeRateLagFiliterValueDigital;  //数字化之后的变化率
00083                 char ChangeRateLagFiliterValueDigitalPre;  //缓存值
00084                 
00085                 char InZeroZone;                //进入零点区域 1 从大侧进入 2 从小侧进入 0 没进入
00086                 int ZeroZoneCounter;        //零点区域的计数器
00087                 
00088                 int BigStepEncoderValue; //大跨度编码器数据采样值  间隔若干个周期
00089                 int BigStepEncoderValuePre; //缓存
00090                 int BigStepCounter;  //大跨度采样计数器
00091                 int BigStepRevolveTimes;
00092                 
00093                 char HandUp1;                   //检测到过零点动作1
00094                 char HandUp2;                   //检测到过零点动作2
00095                 
00096                 //int EncoderValueEstimate; //依据给的
00097     
00098                 //加入减速器后的处理
00099                 int RevolveTimes;               //旋转的圈数
00100                 int ZeroPosition;               //零点的编码器读数
00101                 int PresentPosition;        //换算后的减速器轴的位置
00102                 char ZeroPosFound;          //是否找到零位置的标志
00103                 char ZeroPosFoundAll;   //电机全部都找到了零位置
00104                 
00105                 //初始化部分 状态机
00106                 char Init_State;                //记录电机正处于初始化的哪一个状态
00107                 char Init_ErrorTimes;               //电机初始化过程中出错的次数
00108                 
00109                 //防抖动部分
00110                 int INTCounter;             //记录编码器读数进入误差容限后中断执行的次数
00111                 int EncoderPre;             //前一次编码器的读数值(滤波后)
00112                 int Difference_pre;
00113                 //增强电机性能
00114                 int ChangeRatePIDControl;
00115                 int ChangeRatePIDControlPre;
00116                 int ChangeRateDifference;
00117                 //身份识别
00118                 char ID;                            //电机的ID号码 这个程序自动设置的
00119                 //运行状态
00120                 char Status;                    //分为 运行中 和 达到目标值
00121                 char Dir;                           //电机的方向
00122                 char GoalUpdated;           //目标值是否已经更新
00123                 DigitalOut *MotorDir;   //控制电机方向的管脚
00124                 DigitalOut *EncoderCs;   //编码器片选脚
00125                 SPI *SPI_Encoder;       //编码器对象
00126                 PwmOut *MotorPwm;       //PWM对象
00127 }MotorType;
00128 
00129 void StepMotorInit(MotorType *Motor, DigitalOut *MotorDirPin, DigitalOut *EncoderCsPin, SPI *SPI_EncoderObj);
00130 
00131 void MotorPIDController(MotorType *Motor);
00132 
00133 int Math_abs(int num);
00134 
00135 
00136 //读取编码器值
00137 unsigned int Encoder_ReadData(MotorType *Motor);
00138 
00139 //编码器初始化
00140 void Encoder_Init(MotorType *Motor);
00141 
00142 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////   
00143 //功能：一阶低通滤波
00144 //参数：Value_now 本次样值 Value_pre 上次滤波输出值
00145 //返回值：本次滤波输出值                         
00146 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
00147 int Fliter_1(int Value_now, int Value_pre);
00148 
00149 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////   
00150 //功能：设置步进电机脉冲信号的PWM频率
00151 //
00152 //返回值：无                           
00153 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
00154 void StepMotorSetFreq(MotorType *Motor);
00155 
00156 //控制接口
00157 void Communication(Serial *Uart, MotorType *Motor);
00158 
00159 #endif