勇紀 有岡 / Mbed 2 deprecated NHK2020-arm-sub

arm

Dependencies:   mbed Encoder_

Diff: SpeedController/SpeedController.h

Revision:
0:6e2abd0956f1
diff -r 000000000000 -r 6e2abd0956f1 SpeedController/SpeedController.h
--- /dev/null	Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/SpeedController/SpeedController.h	Sat Dec 14 12:42:13 2019 +0000
@@ -0,0 +1,184 @@
+#ifndef _INCLUDE_SPEEDCONTROLLER_H_
+#define _INCLUDE_SPEEDCONTROLLER_H_
+
+/**
+*   @brief モーターの速度制御用プログラム
+*   @details モーターのdutyと角速度がほぼ比例することを利用して出力を決定し、PID制御で補正する
+**/
+class SpeedControl
+{
+private:
+    double Kp_,Kd_;
+    double pre_diff;
+    double ptsc_;
+    double Cf_;
+    double Cb_;
+    double Df_;
+    double Db_;
+    double initial_Df_;
+    double initial_Db_;
+    double duty_limit_;
+    Ec *ec_;
+
+public:
+    PwmOut pwm_F_;
+    PwmOut pwm_B_;
+
+    /** constractorの定義
+    *   @param pwm_F モーターを正転させるpwmピン名
+    *   @param pwm_B モーターを後転させるpwmピン名
+    *   @param us モーターのpwm周期[us]
+    *   @param ec Encoder classのポインタ
+    *   モーターを正転させるとエンコーダのcountが正のほうに加算されるようにエンコーダとモーターを設置する
+    */
+    SpeedControl(PinName pwm_F,PinName pwm_B,int us,Ec &ec);
+
+
+
+    /**モーターのpwm周期の設定用関数
+    *   @param s モーターのpwm周期[s]
+    */
+    void period(double s);
+    /**モーターのpwm周期の設定用関数
+    *   @param ms モーターのpwm周期[ms]
+    */
+    void period_ms(int ms);
+    /**モーターのpwm周期の設定用関数
+    *   @param us モーターのpwm周期[us]
+    *
+    *   @senction SAMPLE
+    *   @code
+    *   Ec4multi EC(p11,p12,500);
+    *   SpeedControl motor(p21,p22,50,EC);
+    *   int main(){
+    *       motor.period_us(50);
+    *       while(1){
+    *   @endcode
+    */
+    void period_us(int us);
+    /** PIDパラメータ設定関数
+    *
+    *  引数はそれぞれp,dパラメータ
+    *
+    *  パラメーター値は実験的に頑張って求めるしかない
+    *  @param kp p制御パラメータ
+    *  @param kd d制御パラメータ
+    *
+    *  @senction SAMPLE
+    *  @code
+    *  Ec4multi EC(p11,p12,500);
+    *  SpeedControl motor(p21,p22,50,EC);
+    *  int main(){
+    *      motor.setPDparam(0.1,0.001);
+    *      while(1){
+    *  @endcode
+    */
+    void setPDparam(double kp,double kd);
+
+    /** 角速度・duty比の関係式の設定関数
+    *  横軸を角速度[rad/s], 縦軸をduty比としたときの傾きCと切片Dを正転と逆転について設定する
+    *  @param cf 角速度[rad/s]とduty比の関係式の傾き(正転時)
+    *  @param df 角速度[rad/s]とduty比の関係式の切片(正転時)
+    *  @param cb 角速度[rad/s]とduty比の関係式の傾き(逆転時)
+    *  @param db 角速度[rad/s]とduty比の関係式の切片(逆転時)
+    *
+    *  @senction SAMPLE
+    *  @code
+    *  Ec4multi EC(p11,p12,500);
+    *  SpeedControl motor(p21,p22,50,EC);
+    *  int main(){
+    *      motor.setEquation(0.02,0.0001,-0.02,0.0001);
+    *      while(1){
+    *  @endcode
+    */
+    void setEquation(double cf,double df,double cb,double db);
+    /** 出力duty比の上限を決める関数
+    *   0 ~ 0.95の範囲内で設定する
+    *   @param duty_limit 出力duty比の上限
+    *
+    *  @senction SAMPLE
+    *  @code
+    *  Ec4multi EC(p11,p12,500);
+    *  SpeedControl motor(p21,p22,50,EC);
+    *  int main(){
+    *      motor.setDutyLimit(0.5);    //duty比の上限を0.5に設定
+    *      while(1){
+    *  @endcode
+    */
+    void setDutyLimit(double duty_limit);
+    /** 速度制御関数、引数は目標速度
+    *
+    *   この目標角加速度になるようにモーターを回転させることができる
+    *   負の数を代入すれば逆回転することができる
+    *
+    *   @param target_omega 目標角速度
+    *
+    *   @section SAMPLE
+    *   @code
+    *   //プログラム例
+    *   #include "mbed.h"
+    *   #include "EC.h" //Encoderライブラリをインクルード
+    *   #include "SpeedController.h"    //SpeedControlライブラリをインクルード
+    *   #define RESOLUTION 500
+    *   Ec4multi EC(p11,p12,RESOLUTION);
+    *   SpeedControl motor(p21,p22,50,EC);
+    *   int main(){
+    *       motor.setEquation(0.0062,0.0045,-0.0061,0.0091);    //求めたC,Dの値を設定
+    *       motor.setPDparam(0.1,0.0);  //PIDの係数を設定
+    *       int kai=0;
+    *       for(int i=0;i<100000000;i++){
+    *           motor.Sc(10);   //10[rad/s]でモーターを回転
+    *           kai++;
+    *           if(kai>1000){
+    *               printf("omega=%f\r\n",EC.getOmega());
+    *               kai=0;
+    *           }
+    *       }
+    *       motor.stop()
+    *       while(1);
+    *   }
+    *   @endcode
+    *
+    *   @section CAUTION（printfの負荷について）
+    *   printfはプログラム的に大きな負担がかかり、かなり時間がかかってしまうものである。
+    *
+    *   なのでループごとにいちいちprintfをさせると、速度の収束にかなり時間がかかってしまう。
+    *
+    *   （どんなプログラムにも言えるが、）そのためこのようなprintfの頻度を少なくさせるような工夫が必要になる。
+    */
+    void Sc(double target_omega);
+    /** モーター停止用関数
+    *   dutyを0にする
+    */
+    void stop();
+    /** duty(-1 ~ 1)比でモーターを回転させる関数
+    *   負の値を入れたら逆回転する
+    *   @param duty 出力duty比
+    *   @section SAMPLE
+    *   @code
+    *   #include "mbed.h"
+    *   #include "EC.h" //Encoderライブラリをインクルード
+    *   #include "SpeedController.h"    //SpeedControlライブラリをインクルード
+    *   #define RESOLUTION 500
+    *   Ec4multi EC(p11,p12,RESOLUTION);
+    *   SpeedControl motor(p21,p22,50,EC);
+    *   int main(){
+    *       while(1){
+    *           motor.turn(0.5);    //duty0.5で正転
+    *           wait(1);
+    *           motor.turn(0);      //停止
+    *           wait(1);
+    *           motor.turn(-0.5);   //duty0.5で逆転
+    *           wait(1);
+    *           motor.turn(0);      //停止
+    *           wait(1);
+    *       }
+    *   }
+    *   @endcode
+    */
+    void turn(double duty);
+    ///Encoderや速度制御の値をresetする関数
+    void reset();
+};
+
+#endif
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