Jochem Brouwer / Mbed 2 deprecated PID_controller_Motor2

MODSERIAL PID controller edit

Dependencies:   HIDScope MODSERIAL QEI biquadFilter mbed

Fork of PID_controller_Motor by BioBitches TN

main.cpp@24:ea6de9237cff, 2016-10-25 (annotated)

Committer:
MBroek
Date:
Tue Oct 25 18:15:05 2016 +0000
Revision:
24:ea6de9237cff
Parent:
23:3902ee714281
Child:
25:553b0ca967fc
EMG signaal geimplemteerd, doet nog een beetje raar.

Who changed what in which revision?

UserRevisionLine numberNew contents of line
MBroek 0:9e053ed05c69 1
MBroek 0:9e053ed05c69 2
MBroek 0:9e053ed05c69 3 // HET DEFINIEREN VAN ALLES ==========================================================================================
MBroek 0:9e053ed05c69 4
MBroek 0:9e053ed05c69 5 // Includen van alle libraries ---------------------------------------
MBroek 0:9e053ed05c69 6 #include "mbed.h"
MBroek 0:9e053ed05c69 7 #include "MODSERIAL.h"
MBroek 0:9e053ed05c69 8 #include "QEI.h"
MBroek 0:9e053ed05c69 9 #include "math.h"
MBroek 3:581c5918b590 10 #include "HIDScope.h"
MBroek 24:ea6de9237cff 11 #include "BiQuad.h"
MBroek 3:581c5918b590 12
MBroek 3:581c5918b590 13 // Definieren van de HIDscope ----------------------------------------
MBroek 24:ea6de9237cff 14 HIDScope scope(5);
MBroek 0:9e053ed05c69 15
MBroek 0:9e053ed05c69 16
MBroek 0:9e053ed05c69 17 // Definieren van de Serial en Encoder -------------------------------
MBroek 0:9e053ed05c69 18 MODSERIAL pc(USBTX, USBRX);
MBroek 0:9e053ed05c69 19 #define SERIALBAUD 115200
MBroek 0:9e053ed05c69 20
MBroek 0:9e053ed05c69 21 QEI encoder_motor1(D10,D11,NC,64);
MBroek 0:9e053ed05c69 22 QEI encoder_motor2(D12,D13,NC,64);
MBroek 0:9e053ed05c69 23
MBroek 0:9e053ed05c69 24
MBroek 0:9e053ed05c69 25 // Definieren van de Motorpins ---------------------------------------
MBroek 0:9e053ed05c69 26 DigitalOut motor1_direction_pin(D7);
MBroek 0:9e053ed05c69 27 PwmOut motor1_speed_pin(D6);
MBroek 0:9e053ed05c69 28
MBroek 0:9e053ed05c69 29 DigitalOut motor2_direction_pin(D4);
MBroek 0:9e053ed05c69 30 PwmOut motor2_speed_pin(D5);
MBroek 0:9e053ed05c69 31
MBroek 0:9e053ed05c69 32
MBroek 0:9e053ed05c69 33 //Definieren van bord-elementen --------------------------------------
MBroek 19:35f3da6c6969 34 InterruptIn motor_switch_button(D3);
MBroek 19:35f3da6c6969 35 InterruptIn state_switch_button(D2);
MBroek 17:525b785f007a 36 DigitalIn EMG_sim1(SW2);
MBroek 17:525b785f007a 37 DigitalIn EMG_sim2(SW3);
MBroek 17:525b785f007a 38
MBroek 1:5b3fa8e47e8b 39 AnalogIn pot1(A1); // Dit is de gesimuleerde emg1
MBroek 1:5b3fa8e47e8b 40 AnalogIn pot2(A2); // Dit is de gesimuleerde emg2
MBroek 0:9e053ed05c69 41
MBroek 13:b0d3c547bf2f 42
MBroek 13:b0d3c547bf2f 43 DigitalOut ledred(LED_RED, 1);
MBroek 13:b0d3c547bf2f 44 DigitalOut ledgreen(LED_GREEN, 1);
MBroek 16:5a749b319276 45 DigitalOut ledblue(LED_BLUE, 1);
MBroek 13:b0d3c547bf2f 46
MBroek 24:ea6de9237cff 47 AnalogIn emg0( A0 ); // right biceps
MBroek 24:ea6de9237cff 48 AnalogIn emg1( A1 ); // left biceps
MBroek 24:ea6de9237cff 49
MBroek 0:9e053ed05c69 50
MBroek 4:6524b198721f 51 //Definieren van de tickers ------------------------------------------
MBroek 17:525b785f007a 52 Ticker motor_ticker; // Deze ticker activeert het motor_runs programma, dit leest motor pos en ref pos uit, rekent de PID uit en stuurt met dit de motoren
MBroek 4:6524b198721f 53 Ticker hidscope_ticker;
MBroek 4:6524b198721f 54
MBroek 4:6524b198721f 55
MBroek 24:ea6de9237cff 56 // Het definieren van de filters ----------------------------------------
MBroek 24:ea6de9237cff 57 BiQuadChain bqc1; // Combined filter: high-pass (10Hz) and notch (50Hz)
MBroek 24:ea6de9237cff 58 BiQuad bq1( 9.21171e-01, -1.84234e+00, 9.21171e-01, -1.88661e+00, 8.90340e-01 );
MBroek 24:ea6de9237cff 59 BiQuad bq2( 1.00000e+00, -2.00000e+00, 1.00000e+00, -1.94922e+00, 9.53070e-01 );
MBroek 24:ea6de9237cff 60 BiQuad bq3( 9.93756e-01, -1.89024e+00, 9.93756e-01, -1.89024e+00, 9.87512e-01 );
MBroek 24:ea6de9237cff 61
MBroek 24:ea6de9237cff 62 BiQuadChain bqc2;
MBroek 24:ea6de9237cff 63 BiQuad bq4 = bq1;
MBroek 24:ea6de9237cff 64 BiQuad bq5 = bq2;
MBroek 24:ea6de9237cff 65 BiQuad bq6 = bq3;
MBroek 24:ea6de9237cff 66
MBroek 24:ea6de9237cff 67 BiQuadChain bqc3; // Low-pass filter (5Hz)
MBroek 24:ea6de9237cff 68 BiQuad bq7( 5.84514e-08, 1.16903e-07, 5.84514e-08, -1.94264e+00, 9.43597e-01 );
MBroek 24:ea6de9237cff 69 BiQuad bq8( 1.00000e+00, 2.00000e+00, 1.00000e+00, -1.97527e+00, 9.76245e-01 );
MBroek 24:ea6de9237cff 70
MBroek 24:ea6de9237cff 71 BiQuadChain bqc4;
MBroek 24:ea6de9237cff 72 BiQuad bq9 = bq7;
MBroek 24:ea6de9237cff 73 BiQuad bq10 = bq9;
MBroek 24:ea6de9237cff 74
MBroek 24:ea6de9237cff 75
MBroek 0:9e053ed05c69 76
MBroek 0:9e053ed05c69 77 // HET VASTSTELLEN VAN ALLE TE GEBRUIKEN VARIABELEN EN CONSTANTEN ======================================================
MBroek 4:6524b198721f 78
MBroek 21:3db3f2d56d56 79 enum states_enum{off, init, run}; // De states waar de main loop doorheen loopt, off is uit, init is intialiseren en run is het aanturen vd motoren met emg.
MBroek 14:f51d51395803 80 states_enum states = off;
MBroek 14:f51d51395803 81
MBroek 21:3db3f2d56d56 82 double ref_pos_prev_m1 = 0.0; // De initiele ref_pos_pref
MBroek 21:3db3f2d56d56 83 double ref_pos_prev_m2 = 0.0;
MBroek 21:3db3f2d56d56 84
MBroek 4:6524b198721f 85 int counts1; // Pulses van motoren
MBroek 4:6524b198721f 86 int counts2;
MBroek 0:9e053ed05c69 87
MBroek 0:9e053ed05c69 88 const double pi = 3.14159265358979323846264338327950288419716939937510; // pi
MBroek 15:3f3d87513a6b 89 const double rad_per_count = 2.0*pi/8400.0; // Aantal rad per puls uit encoder
MBroek 0:9e053ed05c69 90
MBroek 23:3902ee714281 91 const double radius_tandwiel = 0.008;
MBroek 9:f735baee0c2b 92 const double meter_per_count = rad_per_count * radius_tandwiel; // Het aantal meter dat het karretje aflegt per puls, DIT IS NOG ONBEKEND!!!
MBroek 1:5b3fa8e47e8b 93
MBroek 23:3902ee714281 94 const double v_max_karretje = 8.4*radius_tandwiel; // Maximale snelheid karretje, gelimiteerd door de v_max vd motor
MBroek 23:3902ee714281 95
MBroek 4:6524b198721f 96 double error1_int = 0.00000; // Initiele error integral waardes
MBroek 4:6524b198721f 97 double error2_int = 0.00000;
MBroek 0:9e053ed05c69 98
MBroek 21:3db3f2d56d56 99 const double T_motor_function = 0.01; // Periode van de frequentie van het aanroepen van onder andere positiechecker (get_position) en de rest vd motor functie
MBroek 0:9e053ed05c69 100
MBroek 4:6524b198721f 101 volatile bool flag1 = false, flag2 = false; // De flags voor de functies aangeroepen door de tickers
MBroek 4:6524b198721f 102
MBroek 21:3db3f2d56d56 103 const double Kp_1 = 0.5; // De PID variablen voor motor 1
MBroek 21:3db3f2d56d56 104 const double Kd_1 = 0.0;
MBroek 21:3db3f2d56d56 105 const double Ki_1 = 0.0;
MBroek 4:6524b198721f 106
MBroek 23:3902ee714281 107 const double Kp_2 = 1.0; // De PID variablen voor motor 2
MBroek 23:3902ee714281 108 const double Kd_2 = 0.0;
MBroek 23:3902ee714281 109 const double Ki_2 = 0.0;
MBroek 5:c510ab61af28 110
MBroek 9:f735baee0c2b 111 const double vrijheid_m1_rad = 0.5*pi; // Dit is de uiterste postitie vd arm in radialen
MBroek 23:3902ee714281 112 const double vrijheid_m2_meter = 0.5; // Dit is de helft vd arm, dit is wat het karretje heen en weer kan bewegen
MBroek 5:c510ab61af28 113
MBroek 21:3db3f2d56d56 114 const double initial_pos_m1 = vrijheid_m1_rad; // Startin posities van de motoren
MBroek 23:3902ee714281 115 const double initial_pos_m2 = 0;
MBroek 23:3902ee714281 116
MBroek 23:3902ee714281 117 double position_motor2;
MBroek 23:3902ee714281 118 double position_motor2_prev = initial_pos_m2;
MBroek 9:f735baee0c2b 119
MBroek 13:b0d3c547bf2f 120 double PID_output_1 = 0.0; // De eerste PID_output, deze is nul anders gaan de motoren draaien
MBroek 13:b0d3c547bf2f 121 double PID_output_2 = 0.0;
MBroek 5:c510ab61af28 122
MBroek 13:b0d3c547bf2f 123 double error_prev_1 = 0.0; // De initiele previous error
MBroek 13:b0d3c547bf2f 124 double error_int_1 = 0.0; // De initiele intergral error
MBroek 10:755b9228cc42 125
MBroek 13:b0d3c547bf2f 126 double error_prev_2 = 0.0;
MBroek 13:b0d3c547bf2f 127 double error_int_2 = 0.0;
MBroek 5:c510ab61af28 128
MBroek 20:2fdb069ffcae 129 double reference_pos_m2; // De reference positie waar de motor heen wil afhankelijk van het EMG signaal
MBroek 20:2fdb069ffcae 130 double reference_pos_m1;
MBroek 20:2fdb069ffcae 131
MBroek 17:525b785f007a 132 enum which_motor{motor1, motor2}; // enum van de motoren
MBroek 15:3f3d87513a6b 133 which_motor motor_that_runs = motor1;
MBroek 15:3f3d87513a6b 134
MBroek 24:ea6de9237cff 135 int digital0; // Define digital signals fot EMG
MBroek 24:ea6de9237cff 136 int digital1;
MBroek 24:ea6de9237cff 137
MBroek 24:ea6de9237cff 138 double threshold0 = 0.3; // Define thresholds (signal is normalized, so 0.3 = 30% of maximum value) fot EMG
MBroek 24:ea6de9237cff 139 double threshold1 = 0.3;
MBroek 24:ea6de9237cff 140
MBroek 24:ea6de9237cff 141 double max_out0 = 0; // Set initial maximum values of the signals to 0, the code will check if there's a new maximum value every iteration
MBroek 24:ea6de9237cff 142 double max_out1 = 0;
MBroek 24:ea6de9237cff 143
MBroek 24:ea6de9237cff 144 int final_signal; // Dit is waarmee de reference position gezocht gaat worden.
MBroek 24:ea6de9237cff 145
MBroek 9:f735baee0c2b 146
MBroek 0:9e053ed05c69 147
MBroek 0:9e053ed05c69 148
MBroek 0:9e053ed05c69 149
MBroek 0:9e053ed05c69 150
MBroek 0:9e053ed05c69 151 // ALLE FUNCTIES BUITEN DE MAIN-LOOP ====================================================================================
MBroek 0:9e053ed05c69 152
MBroek 13:b0d3c547bf2f 153
MBroek 15:3f3d87513a6b 154 // De statechanger -----------------------------------------------------------
MBroek 15:3f3d87513a6b 155 void state_changer(){
MBroek 15:3f3d87513a6b 156 if(states == off){
MBroek 21:3db3f2d56d56 157 states = init;
MBroek 16:5a749b319276 158 }
MBroek 21:3db3f2d56d56 159 else if(states == init){
MBroek 16:5a749b319276 160 states = run;
MBroek 16:5a749b319276 161 }
MBroek 16:5a749b319276 162 else{
MBroek 16:5a749b319276 163 states = off;
MBroek 16:5a749b319276 164 }
MBroek 16:5a749b319276 165 }
MBroek 16:5a749b319276 166
MBroek 13:b0d3c547bf2f 167
MBroek 9:f735baee0c2b 168 // Functie voor het switchen tussen de motors ------------------------------
MBroek 9:f735baee0c2b 169 void motor_switch(){
MBroek 15:3f3d87513a6b 170 if(motor_that_runs == motor1){
MBroek 15:3f3d87513a6b 171 motor_that_runs = motor2;
MBroek 15:3f3d87513a6b 172 }
MBroek 15:3f3d87513a6b 173 else{
MBroek 15:3f3d87513a6b 174 motor_that_runs = motor1;
MBroek 15:3f3d87513a6b 175 }
MBroek 16:5a749b319276 176 }
MBroek 15:3f3d87513a6b 177
MBroek 9:f735baee0c2b 178
MBroek 1:5b3fa8e47e8b 179 // Functie voor het vinden van de positie van motor 1 ---------------------
MBroek 13:b0d3c547bf2f 180 double get_position_m1(const double radpercount){ //returned de positie van de motor in radialen (positie vd arm in radialen)
MBroek 0:9e053ed05c69 181 counts1 = encoder_motor1.getPulses(); // Leest aantal pulses uit encoder af
MBroek 21:3db3f2d56d56 182 return radpercount * counts1 + initial_pos_m1; // rekent positie motor1 uit en geeft deze als output vd functie
MBroek 1:5b3fa8e47e8b 183 }
MBroek 1:5b3fa8e47e8b 184
MBroek 1:5b3fa8e47e8b 185
MBroek 1:5b3fa8e47e8b 186 // Functie voor vinden van de positie van motor 2 -----------------------------
MBroek 23:3902ee714281 187 double get_position_m2(const double meterpercount, double mot_pos_prev){ // returned de positie van het karretje in meter
MBroek 23:3902ee714281 188 double mot_pos;
MBroek 1:5b3fa8e47e8b 189 counts2 = encoder_motor2.getPulses(); // leest aantal pulses vd encoder af
MBroek 23:3902ee714281 190 mot_pos = meterpercount * counts2 + mot_pos_prev;
MBroek 23:3902ee714281 191 encoder_motor2.reset();
MBroek 23:3902ee714281 192 mot_pos_prev = mot_pos;
MBroek 23:3902ee714281 193 return mot_pos_prev; // rekent de positie van het karretje uit en geeft dit als output vd functie
MBroek 1:5b3fa8e47e8b 194 }
MBroek 1:5b3fa8e47e8b 195
MBroek 1:5b3fa8e47e8b 196
MBroek 24:ea6de9237cff 197 // Functie voor het uitlezen van het EMG signaal ------------------------------------------
MBroek 24:ea6de9237cff 198 int get_EMG()
MBroek 24:ea6de9237cff 199 {
MBroek 24:ea6de9237cff 200 double in0 = emg0.read(); // EMG signal 0 (right biceps)
MBroek 24:ea6de9237cff 201 double in1 = emg1.read(); // EMG signal 1 (left biceps)
MBroek 24:ea6de9237cff 202
MBroek 24:ea6de9237cff 203 double filtered0 = bqc1.step(in0); // Filter signals (high pass and notch)
MBroek 24:ea6de9237cff 204 double filtered1 = bqc2.step(in1);
MBroek 24:ea6de9237cff 205 double abs_filtered0 = abs(filtered0); // Absolute value of filtered signals
MBroek 24:ea6de9237cff 206 double abs_filtered1 = abs(filtered1);
MBroek 24:ea6de9237cff 207 double out0 = bqc3.step(abs_filtered0); // Filter the signals again to remove trend (low pass)
MBroek 24:ea6de9237cff 208 double out1 = bqc4.step(abs_filtered1);
MBroek 24:ea6de9237cff 209
MBroek 24:ea6de9237cff 210 if (out0 > max_out0) // Check if the signals have a new maximum value
MBroek 24:ea6de9237cff 211 { max_out0 = out0; }
MBroek 24:ea6de9237cff 212 if (out1 > max_out1)
MBroek 24:ea6de9237cff 213 { max_out1 = out1; }
MBroek 24:ea6de9237cff 214
MBroek 24:ea6de9237cff 215 double normalized_out0 = out0 / max_out0; // Normalize the signals (divide by maximum value to scale from 0 to 1)
MBroek 24:ea6de9237cff 216 double normalized_out1 = out1 / max_out1;
MBroek 24:ea6de9237cff 217
MBroek 24:ea6de9237cff 218 if (normalized_out0 > threshold0) // If the signal value is above the threshold, give an output of 1
MBroek 24:ea6de9237cff 219 { digital0 = 1; }
MBroek 24:ea6de9237cff 220 else // If the signal value is below the threshold, give an output of 0
MBroek 24:ea6de9237cff 221 { digital0 = 0; }
MBroek 24:ea6de9237cff 222
MBroek 24:ea6de9237cff 223 if (normalized_out1 > threshold1) // Do the same for the second EMG signal
MBroek 24:ea6de9237cff 224 { digital1 = 1; }
MBroek 24:ea6de9237cff 225 else
MBroek 24:ea6de9237cff 226 { digital1 = 0; }
MBroek 24:ea6de9237cff 227
MBroek 24:ea6de9237cff 228 scope.set(0,in0); // EMG signal 0 (right biceps)
MBroek 24:ea6de9237cff 229 scope.set(1,in1); // EMG signal 1 (left biceps)
MBroek 24:ea6de9237cff 230 scope.set(2,digital0); // Signal 0 after filtering, detrending, rectification, digitalization
MBroek 24:ea6de9237cff 231 scope.set(3,digital1); // Signal 1 after filtering, detrending, rectification, digitalization
MBroek 24:ea6de9237cff 232 scope.set(4,digital0 - digital1); // Final output signal
MBroek 24:ea6de9237cff 233
MBroek 24:ea6de9237cff 234 scope.send(); // Send all channels to the PC at once
MBroek 24:ea6de9237cff 235
MBroek 24:ea6de9237cff 236 return digital0 - digital1; // Subtract the digital signals (right arm gives positive values, left arm give negative values)
MBroek 24:ea6de9237cff 237 }
MBroek 24:ea6de9237cff 238
MBroek 24:ea6de9237cff 239
MBroek 24:ea6de9237cff 240
MBroek 5:c510ab61af28 241 // Functie voor het vinden van de reference position van motor 1 --------------------
MBroek 21:3db3f2d56d56 242 double get_reference_position_m1(double &ref_pos_prev, const double vrijheid_rad){
MBroek 22:6dfe5554b96e 243 double ref_pos;
MBroek 24:ea6de9237cff 244 final_signal = get_EMG(); // Het uiteindelijke signaal uit de emg als output zit is -1, 0 of 1.
MBroek 21:3db3f2d56d56 245 switch(final_signal){
MBroek 21:3db3f2d56d56 246 case 0 :
MBroek 22:6dfe5554b96e 247 ref_pos = ref_pos_prev;
MBroek 21:3db3f2d56d56 248 break;
MBroek 21:3db3f2d56d56 249 case 1 :
MBroek 23:3902ee714281 250 ref_pos = ref_pos_prev + T_motor_function*vrijheid_rad; // Dit dwingt af dat de ref pos veranderd met ong 0.5 rad/s
MBroek 21:3db3f2d56d56 251 break;
MBroek 21:3db3f2d56d56 252 case -1 :
MBroek 22:6dfe5554b96e 253 ref_pos = ref_pos_prev - T_motor_function*vrijheid_rad;
MBroek 21:3db3f2d56d56 254 break;
MBroek 21:3db3f2d56d56 255 }
MBroek 22:6dfe5554b96e 256 if(ref_pos >= vrijheid_rad){
MBroek 22:6dfe5554b96e 257 ref_pos = vrijheid_rad;
MBroek 21:3db3f2d56d56 258 }
MBroek 22:6dfe5554b96e 259 if(ref_pos <= -vrijheid_rad){
MBroek 22:6dfe5554b96e 260 ref_pos = -vrijheid_rad;
MBroek 21:3db3f2d56d56 261 }
MBroek 22:6dfe5554b96e 262 ref_pos_prev = ref_pos;
MBroek 21:3db3f2d56d56 263 return ref_pos_prev; // vrijheid_rad is de uiterste positie vd arm in radialen
MBroek 5:c510ab61af28 264 }
MBroek 5:c510ab61af28 265
MBroek 5:c510ab61af28 266
MBroek 5:c510ab61af28 267 // Functie voor het vinden van de reference position van motor 2 --------------------
MBroek 23:3902ee714281 268 double get_reference_position_m2(double &ref_pos_prev, const double vrijheid_meter){
MBroek 23:3902ee714281 269 double ref_pos;
MBroek 23:3902ee714281 270 int final_signal = EMG_sim1.read() - EMG_sim2.read(); // Het uiteindelijke signaal uit de emg als output zit is -1, 0 of 1.
MBroek 23:3902ee714281 271 switch(final_signal){
MBroek 23:3902ee714281 272 case 0 :
MBroek 23:3902ee714281 273 ref_pos = ref_pos_prev;
MBroek 23:3902ee714281 274 break;
MBroek 23:3902ee714281 275 case 1 :
MBroek 23:3902ee714281 276 ref_pos = ref_pos_prev + T_motor_function*v_max_karretje; // Hierdoor veranderd de ref_pos met de maximale snelheid vd motor (karretje)
MBroek 23:3902ee714281 277 break;
MBroek 23:3902ee714281 278 case -1 :
MBroek 23:3902ee714281 279 ref_pos = ref_pos_prev - T_motor_function*v_max_karretje;
MBroek 23:3902ee714281 280 break;
MBroek 23:3902ee714281 281 }
MBroek 23:3902ee714281 282 if(ref_pos >= vrijheid_meter){
MBroek 23:3902ee714281 283 ref_pos = vrijheid_meter;
MBroek 23:3902ee714281 284 }
MBroek 23:3902ee714281 285 if(ref_pos <= 0){
MBroek 23:3902ee714281 286 ref_pos = 0;
MBroek 23:3902ee714281 287 }
MBroek 23:3902ee714281 288 ref_pos_prev = ref_pos;
MBroek 23:3902ee714281 289 return ref_pos_prev;
MBroek 1:5b3fa8e47e8b 290 }
MBroek 23:3902ee714281 291
MBroek 3:581c5918b590 292
MBroek 3:581c5918b590 293 // HIDScope functie ----------------------------------------------------------------------
MBroek 7:435f984781ab 294 void set_scope(double input1, double input2, double input3){
MBroek 7:435f984781ab 295 scope.set(0, input1);
MBroek 7:435f984781ab 296 scope.set(1, input2);
MBroek 7:435f984781ab 297 scope.set(2, input3);
MBroek 3:581c5918b590 298 scope.send();
MBroek 3:581c5918b590 299 }
MBroek 3:581c5918b590 300
MBroek 0:9e053ed05c69 301
MBroek 1:5b3fa8e47e8b 302 // De PID-controller voor de motors -------------------------------------------------
MBroek 6:e0857842e8cd 303 double PID_controller(double ref_pos, double mot_pos, double &e_prev, double &e_int, const double Kp, const double Kd, const double Ki){
MBroek 0:9e053ed05c69 304 double error = ref_pos - mot_pos; // error uitrekenen
MBroek 21:3db3f2d56d56 305 double error_dif = (error-e_prev)/T_motor_function; // De error differentieren
MBroek 1:5b3fa8e47e8b 306 //error_dif = ..... // Filter biquad poep
MBroek 6:e0857842e8cd 307 e_prev = error; // Hier wordt de error opgeslagen voor de volgende keer
MBroek 21:3db3f2d56d56 308 e_int = e_int + T_motor_function*error; // De error integreren
MBroek 6:e0857842e8cd 309 return Kp*error + Ki*e_int + Kd*error_dif; // De uiteindelijke PID output
MBroek 0:9e053ed05c69 310 }
MBroek 0:9e053ed05c69 311
MBroek 0:9e053ed05c69 312
MBroek 2:6bef5397e8a9 313 // Motor 1 besturen ---------------------------------------------------------------------
MBroek 2:6bef5397e8a9 314 void set_motor1(double motor_input){ // functie die de motor aanstuurt mt als input de PID-output
MBroek 2:6bef5397e8a9 315 if (motor_input >= 0){ // Dit checkt welke kant de motor op moet draaien
MBroek 2:6bef5397e8a9 316 motor1_direction_pin = 1; // Clockwise
MBroek 2:6bef5397e8a9 317 }
MBroek 2:6bef5397e8a9 318 else {
MBroek 2:6bef5397e8a9 319 motor1_direction_pin = 0; // CounterClockwise
MBroek 2:6bef5397e8a9 320 }
MBroek 2:6bef5397e8a9 321 if (fabs(motor_input)>1){ // Dit fixed de PwmOutput op maximaal 1
MBroek 2:6bef5397e8a9 322 motor_input = 1;
MBroek 2:6bef5397e8a9 323 }
MBroek 2:6bef5397e8a9 324 motor1_speed_pin = fabs(motor_input); // Dit geeft de uiteindelijke input door aan de motor
MBroek 2:6bef5397e8a9 325 }
MBroek 2:6bef5397e8a9 326
MBroek 2:6bef5397e8a9 327
MBroek 2:6bef5397e8a9 328 // Motor 2 besturen ---------------------------------------------------------------------
MBroek 2:6bef5397e8a9 329 void set_motor2(double motor_input){ // functie die de motor aanstuurt mt als input de PID-output
MBroek 2:6bef5397e8a9 330 if (motor_input >= 0){ // Dit checkt welke kant de motor op moet draaien
MBroek 2:6bef5397e8a9 331 motor2_direction_pin = 1; // Clockwise
MBroek 2:6bef5397e8a9 332 }
MBroek 2:6bef5397e8a9 333 else {
MBroek 2:6bef5397e8a9 334 motor2_direction_pin = 0; // CounterClockwise
MBroek 2:6bef5397e8a9 335 }
MBroek 2:6bef5397e8a9 336 if (fabs(motor_input)>1){ // Dit fixed de PwmOutput op maximaal 1
MBroek 2:6bef5397e8a9 337 motor_input = 1;
MBroek 2:6bef5397e8a9 338 }
MBroek 2:6bef5397e8a9 339 motor2_speed_pin = fabs(motor_input); // Dit geeft de uiteindelijke input door aan de motor
MBroek 2:6bef5397e8a9 340 }
MBroek 2:6bef5397e8a9 341
MBroek 0:9e053ed05c69 342
MBroek 4:6524b198721f 343 // De go-flag functies -----------------------------------------------------------------
MBroek 4:6524b198721f 344 void flag1_activate(){flag1=true;} // Activeert de flag
MBroek 14:f51d51395803 345 void flag2_activate(){flag2=true;}
MBroek 14:f51d51395803 346
MBroek 14:f51d51395803 347
MBroek 21:3db3f2d56d56 348 // Dit doet de robot als hij niets doet ------------------------------------------------------
MBroek 21:3db3f2d56d56 349 void robot_is_off(){
MBroek 21:3db3f2d56d56 350 ledgreen.write(1);
MBroek 21:3db3f2d56d56 351 ledred.write(0); // Indicator ik ben uit
MBroek 21:3db3f2d56d56 352 motor1_speed_pin = 0; // Uitzetten vd motoren
MBroek 16:5a749b319276 353 motor2_speed_pin = 0;
MBroek 16:5a749b319276 354 }
MBroek 16:5a749b319276 355
MBroek 16:5a749b319276 356
MBroek 21:3db3f2d56d56 357 // De initialiseren functie ------------------------------------------------------------
MBroek 21:3db3f2d56d56 358 void initialise(){ // Deze functie laat de motor van een vaste uiterste positie (fysisch limiet) naar het middelpunt draaien.
MBroek 21:3db3f2d56d56 359 ref_pos_prev_m1 = initial_pos_m1;
MBroek 21:3db3f2d56d56 360 ref_pos_prev_m2 = initial_pos_m2;
MBroek 16:5a749b319276 361 ledgreen.write(0);
MBroek 21:3db3f2d56d56 362 encoder_motor1.reset();
MBroek 21:3db3f2d56d56 363 encoder_motor2.reset();
MBroek 16:5a749b319276 364 motor1_speed_pin = 0;
MBroek 21:3db3f2d56d56 365 }
MBroek 16:5a749b319276 366
MBroek 16:5a749b319276 367
MBroek 15:3f3d87513a6b 368 // De functie die de motoren aanstuurt -------------------------------------------------
MBroek 17:525b785f007a 369 void running_motors(){ // Deze functie kijkt welke motor moet draaien en rekent dan de PID uit en geeft dit door aan de motor input functie
MBroek 15:3f3d87513a6b 370 if (flag1){
MBroek 15:3f3d87513a6b 371 flag1 = false;
MBroek 16:5a749b319276 372 ledred.write(1);
MBroek 15:3f3d87513a6b 373 switch (motor_that_runs){
MBroek 15:3f3d87513a6b 374 case motor1 : // In deze case draait alleen motor 1
MBroek 21:3db3f2d56d56 375 reference_pos_m1 = get_reference_position_m1(ref_pos_prev_m1, vrijheid_m1_rad);
MBroek 20:2fdb069ffcae 376 PID_output_1 = PID_controller(reference_pos_m1, get_position_m1(rad_per_count), error_prev_1, error_int_1, Kp_1, Kd_1, Ki_1);
MBroek 20:2fdb069ffcae 377 PID_output_2 = PID_controller(-reference_pos_m1, get_position_m1(rad_per_count), error_prev_1, error_int_1, Kp_1, Kd_1, Ki_1); // Zorgt er voor dat motor2 meedraait met motor1
MBroek 15:3f3d87513a6b 378 set_motor1(PID_output_1);
MBroek 20:2fdb069ffcae 379 set_motor2(PID_output_2);
MBroek 23:3902ee714281 380 encoder_motor2.reset();
MBroek 15:3f3d87513a6b 381 break;
MBroek 15:3f3d87513a6b 382 case motor2 :
MBroek 23:3902ee714281 383 reference_pos_m2 = get_reference_position_m2(ref_pos_prev_m2, vrijheid_m2_meter);
MBroek 23:3902ee714281 384 position_motor2 = get_position_m2(meter_per_count, position_motor2_prev);
MBroek 23:3902ee714281 385 PID_output_2 = PID_controller(reference_pos_m2, position_motor2, error_prev_2, error_int_2, Kp_2, Kd_2, Ki_2);
MBroek 20:2fdb069ffcae 386 PID_output_1 = PID_controller(reference_pos_m1, get_position_m1(rad_per_count), error_prev_1, error_int_1, Kp_1, Kd_1, Ki_1); // Zorgt ervoor dat motor1 op de dezelfde positie blijft als motor 2 draait.
MBroek 15:3f3d87513a6b 387 set_motor2(PID_output_2);
MBroek 20:2fdb069ffcae 388 set_motor1(PID_output_1);
MBroek 23:3902ee714281 389 position_motor2_prev = position_motor2;
MBroek 15:3f3d87513a6b 390 break;
MBroek 15:3f3d87513a6b 391 }
MBroek 15:3f3d87513a6b 392 }
MBroek 15:3f3d87513a6b 393 }
MBroek 15:3f3d87513a6b 394
MBroek 15:3f3d87513a6b 395
MBroek 15:3f3d87513a6b 396 // De HIDscope debug functie ----------------------------------------------------------------
MBroek 17:525b785f007a 397 void call_HIDscope(double input_1, double input_2, double input_3){ // Deze functie roept de HIDscope aan
MBroek 15:3f3d87513a6b 398 if (flag2){
MBroek 15:3f3d87513a6b 399 flag2 = false;
MBroek 15:3f3d87513a6b 400 set_scope(input_1, input_2, input_3);
MBroek 15:3f3d87513a6b 401 }
MBroek 15:3f3d87513a6b 402 }
MBroek 15:3f3d87513a6b 403
MBroek 15:3f3d87513a6b 404
MBroek 15:3f3d87513a6b 405
MBroek 0:9e053ed05c69 406
MBroek 0:9e053ed05c69 407 // DE MAIN =================================================================================================================
MBroek 0:9e053ed05c69 408 int main()
MBroek 0:9e053ed05c69 409 {
MBroek 0:9e053ed05c69 410 pc.baud(SERIALBAUD);
MBroek 0:9e053ed05c69 411
MBroek 16:5a749b319276 412 state_switch_button.fall(&state_changer); // Switcht states
MBroek 17:525b785f007a 413 motor_switch_button.fall(&motor_switch); // Switcht motors
MBroek 16:5a749b319276 414
MBroek 17:525b785f007a 415
MBroek 13:b0d3c547bf2f 416
MBroek 21:3db3f2d56d56 417 motor_ticker.attach(&flag1_activate, T_motor_function); // Activeert de go-flag van motor positie
MBroek 17:525b785f007a 418 hidscope_ticker.attach(&flag2_activate,0.01); // Leest ref pos en mot pos uit, rekent PID uit en stuurt motoren aan.
MBroek 13:b0d3c547bf2f 419
MBroek 16:5a749b319276 420 while(1){
MBroek 14:f51d51395803 421 switch(states){
MBroek 16:5a749b319276 422 case off : // Dan staat het programma stil en gebeurt er niks
MBroek 16:5a749b319276 423 robot_is_off();
MBroek 14:f51d51395803 424 break;
MBroek 21:3db3f2d56d56 425 case init : // Hier voert hij alleen het initialiseren van motor 1 uit
MBroek 21:3db3f2d56d56 426 initialise();
MBroek 16:5a749b319276 427 break;
MBroek 15:3f3d87513a6b 428 case run :
MBroek 17:525b785f007a 429 running_motors(); // Hier voert hij het programma voor het aansturen vd motors uit
MBroek 15:3f3d87513a6b 430 break;
MBroek 14:f51d51395803 431
MBroek 15:3f3d87513a6b 432 }
MBroek 24:ea6de9237cff 433 //call_HIDscope(final_signal, reference_pos_m1, get_position_m1(rad_per_count));
MBroek 15:3f3d87513a6b 434 }
MBroek 15:3f3d87513a6b 435 }
MBroek 14:f51d51395803 436
MBroek 14:f51d51395803 437
MBroek 14:f51d51395803 438
MBroek 14:f51d51395803 439
MBroek 14:f51d51395803 440
MBroek 14:f51d51395803 441
MBroek 14:f51d51395803 442
MBroek 14:f51d51395803 443
MBroek 0:9e053ed05c69 444
MBroek 0:9e053ed05c69 445
MBroek 0:9e053ed05c69 446
MBroek 0:9e053ed05c69 447
MBroek 0:9e053ed05c69 448
MBroek 0:9e053ed05c69 449
MBroek 0:9e053ed05c69 450
MBroek 0:9e053ed05c69 451
MBroek 0:9e053ed05c69 452
MBroek 0:9e053ed05c69 453
MBroek 0:9e053ed05c69 454
MBroek 0:9e053ed05c69 455
MBroek 0:9e053ed05c69 456
MBroek 0:9e053ed05c69 457
MBroek 0:9e053ed05c69 458
MBroek 0:9e053ed05c69 459
MBroek 0:9e053ed05c69 460
MBroek 0:9e053ed05c69 461
MBroek 0:9e053ed05c69 462
MBroek 0:9e053ed05c69 463
MBroek 0:9e053ed05c69 464
MBroek 0:9e053ed05c69 465
MBroek 0:9e053ed05c69 466
MBroek 0:9e053ed05c69 467
MBroek 0:9e053ed05c69 468
MBroek 0:9e053ed05c69 469
MBroek 0:9e053ed05c69 470
MBroek 0:9e053ed05c69 471
MBroek 0:9e053ed05c69 472
MBroek 0:9e053ed05c69 473
MBroek 0:9e053ed05c69 474
MBroek 0:9e053ed05c69 475
MBroek 0:9e053ed05c69 476
MBroek 0:9e053ed05c69 477
MBroek 0:9e053ed05c69 478
MBroek 0:9e053ed05c69 479
MBroek 0:9e053ed05c69 480
MBroek 0:9e053ed05c69 481
MBroek 0:9e053ed05c69 482
MBroek 0:9e053ed05c69 483
MBroek 0:9e053ed05c69 484
MBroek 0:9e053ed05c69 485
MBroek 0:9e053ed05c69 486
MBroek 0:9e053ed05c69 487
MBroek 0:9e053ed05c69 488
MBroek 0:9e053ed05c69 489
MBroek 0:9e053ed05c69 490
MBroek 0:9e053ed05c69 491
MBroek 0:9e053ed05c69 492
MBroek 0:9e053ed05c69 493
MBroek 0:9e053ed05c69 494
MBroek 0:9e053ed05c69 495
MBroek 0:9e053ed05c69 496
MBroek 0:9e053ed05c69 497