DC motor control program using TA7291P type H bridge driver and rotary encoder with A, B phase.
Dependencies: QEI mbed-rtos mbed
Fork of DCmotor by
Diff: controller.h
- Revision:
- 12:459af534d1ee
- Child:
- 13:ba71733c11d7
--- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000 +++ b/controller.h Fri Jan 04 12:00:48 2013 +0000 @@ -0,0 +1,106 @@ +#ifndef __controller_h +#define __controller_h + +#define PI 3.14159265358979 // def. of PI +/*********** User setting for control parameters (begin) ***************/ +//#define SIMULATION // Comment this line if not simulation +//#define USE_CURRENT_CONTROL // Current control on. Comment if current control off. +#define CONTROL_MODE 0 // 0:PID control, 1:Frequency response, 2:Step response, 3. u=Rand to identify G(s), 4) FFT identification +#define DEADZONE_PLUS 0//1. // deadzone of plus side +#define DEADZONE_MINUS 0//-1.5 // deadzone of minus side +#define GOOD_DATA // Comment this line if the length of data TMAX/TS2 > 1000 + // encoder +#define N_ENC (24*4) // "*4": QEI::X4_ENCODING. Number of pulses in one revolution(=360 deg) of rotary encoder. +#define CH_A p29 // A phase port +#define CH_B p30 // A phase port + +#define DA_PORT p18 // analog out (DA) port of mbed + +#define PWM_FREQ 20000.0 //[Hz], pwm freq. (> 1/(DEAD_TIME*10)) +#define DEADTIME 0.0001 // [s], deadtime to be set between plus volt. to/from minus +#define TS0 0.002//0.001 // [s], sampling time (priority highest: Ticker IRQ) of motor current i control PID using timer interrupt +#define TS1 0.002//0.01 // [s], sampling time (priority high: RtosTimer) of motor angle th PID using rtos-timer +#define TS2 0.2 // [s], sampling time (priority =main(): precision 4ms) to save data to PC using thread. But, max data length is 1000. +#define TS3 0.002 // [s], sampling time (priority low: precision 4ms) +#define TS4 0.2 // [s], sampling time (priority lowest: precision 4ms) to display data to PC tera term +//void timerTS1(void const *argument), CallTimerTS3(void const *argument), CallTimerTS4(void const *argument); +// RtosTimer RtosTimerTS1(timerTS1); // RtosTimer priority is osPriorityAboveNormal, just one above main() +// Thread ThreadTimerTS3(CallTimerTS3,NULL,osPriorityBelowNormal); +// Thread ThreadTimerTS4(CallTimerTS4,NULL,osPriorityLow); +#define TMAX 5.0 // [s], experiment starts from 0[s] to TMAX[s] + + // 電流制御マイナーループ +#define iKP 10./2 // 電流制御PIDのPゲイン +#define iKI 100./2 // 電流制御PIDのIゲイン + +#define vMAX 3.3 + + // 速度制御メインループ +#ifdef USE_CURRENT_CONTROL + #define wKp 0.05 // 速度制御PIDのPゲイン + #define wKi 2.50 // 速度制御PIDのIゲイン +#else + #define wKp 0.05 // 速度制御PIDのPゲイン + #define wKi 0.5//2.50 // 速度制御PIDのIゲイン +#endif + +#define iLPF 0.95 // 0-1, 速度に対する1次LPF; Low Pass Filter, G(z)=(1-a)/(z-a) +#define iMAX 3.3 // [A], q軸電流指令のMAX制限(異常に大きい指令値を制限する) + +#define R_SHUNT 1.25 // [Ohm], shunt resistanse +/*********** User setting for control parameters (end) ***************/ + + +typedef struct struct_motor_parameters{ + // モータの定数、信号など + #ifdef SIMULATION // シミュレーションのとき + float L; // [H], インダクタンス + float R; // [Ω], モータ巻線抵抗 + float phi; // [V s], 永久磁石の鎖交磁束 + float Jm; // [Nms^2], イナーシャ + float Tm; // [Nm], モータトルク + float TL; // [Nm], 負荷トルク + #endif + float th[2]; // [rad]. ロータの位置, th[0]=th(t), th[1]=th(t-TS0) + float w; // [rad/s], モータ速度 + float w_lpf; // [rad/s], フィルタで高周波ノイズを除去したモータ速度 + float i; // [A], αβ軸電流 iab = [iα;iβ]; + float v; // [V], motor 電圧 + float p; // 極対数 +}motor_parameters; + +typedef struct struct_current_loop_parameters{ + // 電流制御マイナーループの定数、変数 + float i_ref; // iの目標値 + float v_ref; // vdqの目標値 + float eI_i; // 電流制御用偏差の積分値(積分項) +}current_loop_parameters; + +typedef struct struct_velocity_loop_parameters{ + // 速度制御メインループの定数、変数 + float w_lpf; // [rad/s], モータ速度(LPF通過後) + float w_ref; // [rad/s], モータ目標速度 + float tan_beta_ref; // [rad], モータ電流位相 + float i_ref; // 電流指令[A] + float eI_w; // 速度制御用偏差の積分値(積分項) +}velocity_loop_parameters; + +extern void timerTS0(); // timer called every TS0[s]. +extern void timerTS1(void const *argument); // timer called every TS1[s]. +extern void timerTS2(); // timer called every TS2[s]. +extern void timerTS3(); // timer called every TS3[s]. +extern void timerTS4(); // timer called every TS4[s]. + +extern void init_parameters(); // IPMSMの機器定数等の設定, 制御器の初期化 + +extern unsigned long _count; // sampling number +extern float _time; // time[s] + +extern motor_parameters p; // モータの定数、信号など +extern current_loop_parameters il; // 電流制御マイナーループの定数、変数 +extern velocity_loop_parameters vl; // 速度制御メインループの定数、変数 + +extern float data[][5]; // memory to save data offline instead of "online fprintf". +extern unsigned short _count_data; // counter for data[1000][5] + +#endif \ No newline at end of file