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
controller.h
- Committer:
- kosaka
- Date:
- 2013-03-12
- Revision:
- 14:02411880ffb9
- Parent:
- 13:ba71733c11d7
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#ifndef __controller_h #define __controller_h #define PI 3.14159265358979 // 円周率πの定義 /*********** 使用するポート、サンプル時間、制御ゲインなどの設定 (ここから) ***************/ //#define SIMULATION // ブラシ付DCモータの特性をシミュレーションするとき、コメント外す //#define USE_CURRENT_CONTROL // 電流制御ありのとき、コメント外す Current control on. Comment if current control off. //#define DEADZONE_PLUS 0//1. // deadzone of plus side //#define DEADZONE_MINUS 0//-1.5 // deadzone of minus side // エンコーダの設定 #define N_ENC (24*4) // エンコーダ分解能(4逓倍)=1回転分のパルス数×4 "*4": QEI::X4_ENCODING. Number of pulses in one revolution(=360 deg) of rotary encoder. #define CH_A p29 // A相用ポート A phase port #define CH_B p30 // B相用ポート A phase port // タイマーのサンプル周期等 //#define PWM_FREQ 10000.0 // [Hz], PWMチョッピング周波数 pwm freq. (> 1/(DEAD_TIME*10)) //#define DEADTIME 0.0001 // [s], デッドタイム(モータに加える電圧の正負が変わるときに上下アーム短絡を避けるために同時オフする時間) // [s], deadtime to be set between plus volt. to/from minus #define TS0 0.002 // [s], timerTS0のサンプル時間(電流制御用) sampling time (priority highest: Ticker IRQ) of motor current i control PID using timer interrupt #define TS1 0.002 // [s], timerTS1のサンプル時間(位置制御用) sampling time (priority high: RtosTimer) of motor angle th PID using rtos-timer #define TS2 0.2 // [s], timerTS2のサンプル時間(不使用) sampling time (priority =main(): precision 4ms) to save data to PC using thread. But, max data length is 1000. #define TS3 0.002 // [s], timerTS3のサンプル時間(データセーブ用) sampling time (priority low: precision 4ms) #define TS4 0.2 // [s], timerTS4のサンプル時間(モニタ表示用) 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], プログラム開始から終了までの時間 experiment starts from 0[s] to TMAX[s] #define N_DATA 1000 // PC上のmbed USB ディスクにセーブするデータの数 // 電流制御マイナーループ #define iKP 10./2 // [V/A], 電流制御PIDのPゲイン #define iKI 100./2 // [V/A s], 電流制御PIDのIゲイン #define iKD 0 // [V/A/s], 電流制御PIDのDゲイン #define vMAX 3.3 // [V], 指令電圧の最大値(超えるとこの値に制限する) // 速度制御メインループ #ifdef USE_CURRENT_CONTROL // 電流制御ありのとき #define wKp 0.05 // [A/(rad/s)], 速度制御PIDのPゲイン #define wKi 2.50 // [A/(rad/s) s], 速度制御PIDのIゲイン #define wKd 0 // [A/(rad/s)/s], 速度制御PIDのDゲイン #else // 電流制御なしのとき #define wKp 0.05 // [A/(rad/s)], 速度制御PIDのPゲイン #define wKi 0.5//2.50 // [A/(rad/s) s], 速度制御PIDのIゲイン #define wKd 0.0005 // [A/(rad/s)/s], 速度制御PIDのDゲイン #endif #define iLPF 0.95 // 0-1, 速度に対する1次LPFの強さ; Low Pass Filter, G(z)=(1-a)/(z-a) #define iMAX 1.0//3.3 // [A], 電流指令の最大値 #define DA_PORT p18 // デバッグ用DAポート analog out (DA) port of mbed /*********** 使用するポートやサンプル時間、制御ゲインなどの設定 (ここから) ***************/ // モータの定数、信号などの宣言 typedef struct struct_motor_parameters{ #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 float p; // 極対数 #endif float th[2]; // [rad], モータの回転角, th[0]は現在の値, th[1]はTS0[s]だけ過去の値 float w; // [rad/s], モータの回転速度 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], モータ電流 float v; // [V], モータ電圧 }motor_parameters; // 電流制御マイナーループの定数、変数の宣言 typedef struct struct_current_loop_parameters{ float i_ref; // iの目標値 float v_ref; // vの目標値 float eI; // 電流制御用偏差の積分値(積分項) float e_old; // 電流制御用偏差の1サンプル過去の値 }current_loop_parameters; // 速度制御メインループの定数、変数の宣言 typedef struct struct_velocity_loop_parameters{ 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 i_ref; // 電流指令[A] float eI; // 速度制御用偏差の積分値(積分項) float e_old; // 速度制御用偏差の1サンプル過去の値 }velocity_loop_parameters; // タイマー宣言 extern void timerTS0(); // TS0[s]ごとにコールされるタイマー timer called every TS0[s]. extern void timerTS1(void const *argument); // TS1[s]ごとにコールされるタイマー timer called every TS1[s]. extern void timerTS2(); // TS2[s]ごとにコールされるタイマー timer called every TS2[s]. extern void timerTS3(); // TS3[s]ごとにコールされるタイマー timer called every TS3[s]. extern void timerTS4(); // TS4[s]ごとにコールされるタイマー timer called every TS4[s]. extern void init_parameters(); // モータの機器定数等の設定, 制御器の初期化する関数の宣言 extern unsigned long _countTS0; // TS0[s]ごとのカウント数 extern float _time; // [s], プログラム開始時からの経過時間 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]; // PC上のmbed USB ディスクにセーブするデータ // memory to save data offline instead of "online fprintf". extern unsigned short _countTS3_data; // data[i][5]のカウンタ #endif