电磁车的PWM控制

GTR1113

用AD采样陀螺仪和加速度计的值，假如是12位精度，那么采集到的是两个0到4095 之间的值，   通过官网的方案解说也可以知道施加到电机上的电压 U 的值是定义为： U=K_voltage*(K_angle*angle+K_anglespeed*anglespeed), 现在知道了角度和角速度的AD采样值 ，K_voltage，K_angle，K_anglespeed 这三个参数要调试得出，假设也得到了，现在的问题是怎么把 U 转化成驱动电机的占空比啊 ？？？？

吉他手

请注意，参考设计方案是将最终电机的控制量U限定在(-1,1)之间。因此这个量本身就是输出PWM的占空比。比如，输出量为0.5，那么输出PWM占空比就是电机正向驱动电压PWM的占空比为50%。其它 类似。。。

GTR1113

吉他手 发表于 2012-4-10 20:35
请注意，参考设计方案是将最终电机的控制量U限定在(-1,1)之间。因此这个量本身就是输出PWM的占空比。比如， ...

但是我还有想不明白的。不知道你看没看官网的代码。
//------------------------------------------------------------------------------
//      MOTOR SPEED CONTROL OUTPUT
//
void MotorSpeedOut(void) {
float fLeftVal, fRightVal;

fLeftVal = g_fLeftMotorOut;
fRightVal = g_fRightMotorOut;
if(fLeftVal > 0)    fLeftVal += MOTOR_OUT_DEAD_VAL;
else if(fLeftVal < 0)   fLeftVal -= MOTOR_OUT_DEAD_VAL;

if(fRightVal > 0)   fRightVal += MOTOR_OUT_DEAD_VAL;
else if(fRightVal < 0)  fRightVal -= MOTOR_OUT_DEAD_VAL;
  
if(fLeftVal > MOTOR_OUT_MAX) fLeftVal = MOTOR_OUT_MAX;
if(fLeftVal < MOTOR_OUT_MIN) fLeftVal = MOTOR_OUT_MIN;
if(fRightVal > MOTOR_OUT_MAX) fRightVal = MOTOR_OUT_MAX;
if(fRightVal < MOTOR_OUT_MIN) fRightVal = MOTOR_OUT_MIN;
   
SetMotorVoltage(fLeftVal, fRightVal);
}

#define MOTOR_OUT_DEAD_VAL    g_Argument.fDeadVoltage     //Unit : Full output
g_Argument.fDeadVoltage   = DEAD_VOLTAGE_DEFAULT;
#define DEAD_VOLTAGE_DEFAULT   0x40

通过上面这3句代码可以知道   MOTOR_OUT_DEAD_VAL=0x40 ;      
也就是    MOTOR_OUT_DEAD_VAL=64 ;

所以上面函数中的：
if(fLeftVal > 0)    fLeftVal += MOTOR_OUT_DEAD_VAL;
else if(fLeftVal < 0)   fLeftVal -= MOTOR_OUT_DEAD_VAL;
表示如果 fLeftVal > 0 那么 fLeftVal += MOTOR_OUT_DEAD_VAL;
表示如果 fLeftVal < 0 那么 fLeftVal - = MOTOR_OUT_DEAD_VAL;

这样一来的结果就是:
如果 fLeftVal > 0 ,  fLeftVal 就是一个大于 MOTOR_OUT_DEAD_VAL 即 64 的数
如果 fLeftVal < 0 ,  fLeftVal 就是一个小于 MOTOR_OUT_DEAD_VAL 即 64 的数

那么函数中的程序段：
if(fLeftVal > MOTOR_OUT_MAX) fLeftVal = MOTOR_OUT_MAX;
if(fLeftVal < MOTOR_OUT_MIN) fLeftVal = MOTOR_OUT_MIN;
if(fRightVal > MOTOR_OUT_MAX) fRightVal = MOTOR_OUT_MAX;
if(fRightVal < MOTOR_OUT_MIN) fRightVal = MOTOR_OUT_MIN;
的作用是起到限幅值的作用，
而MOTOR_OUT_MAX 和 MOTOR_OUT_MIN 分别是宏定义：
#define MOTOR_OUT_MAX     1.0
#define MOTOR_OUT_MIN     -1.0   
那么上面得到的 fLeftVal (一个大于64的浮点数)就被限幅值的那四句代码给限制到了 MOTOR_OUT_MAX 和 MOTOR_OUT_MIN之间，即1.0 到 -1.0之间，那么1.0到64点多 之间的数就被这么”无情“的处理掉了，这样对么？？？

吉他手

GTR1113 发表于 2012-4-10 21:58
但是我还有想不明白的。不知道你看没看官网的代码。
//---------------------------------------------- ...

首先你不要被代码中的表现迷惑了。
#define MOTOR_OUT_DEAD_VAL    g_Argument.fDeadVoltage
这种代码说明电机的死区是由系统存储的参数g_Argument.fDeadVoltage确定的。而g_Argument.fDeadVoltage是通过串口设置的。一般设置成0，或者小于1的一个小数。

所以，你按照这种想法重新去认识参考代码即可。

GTR1113

吉他手 发表于 2012-4-10 22:31
首先你不要被代码中的表现迷惑了。
#define MOTOR_OUT_DEAD_VAL    g_Argument.fDeadVoltage
这种代码说 ...

谢谢指点，我按这个思路再看看

GTR1113

吉他手 发表于 2012-4-10 20:35
请注意，参考设计方案是将最终电机的控制量U限定在(-1,1)之间。因此这个量本身就是输出PWM的占空比。比如， ...

限制在-1到1来表示占空比是怎么实现的啊  ？？？？
好久了都没搞懂啊。下面这个程序我能看懂，PWM的占空比就是 nOut，
但是我搞不懂的是：怎么样把检测到的角度和角速度按照公式U=K(K1*angle+K2*anglespeed),化成-1.0到1.0之间啊？？？   
首先，按照官网参考方案来说，K1应该是(float)180/ (float)(GRAVITY_MAX - GRAVITY_MIN) ，
K2是。
K1，K2都出来了，那该怎么确定占空比是多少呢？？？？
//------------------------------------------------------------------------------
void SetMotorVoltage(float fLeftVoltage, float fRightVoltage) {
                                                // Voltage : > 0 : Move forward;
                                                //           < 0 : Move backward
short nPeriod;
int nOut;

nPeriod = (short)getReg(PWM_PWMCM);

//--------------------------------------------------------------------------
if(fLeftVoltage > 1.0)    fLeftVoltage = 1.0;
else if(fLeftVoltage < -1.0)  fLeftVoltage = -1.0;

if(fRightVoltage > 1.0)   fRightVoltage = 1.0;
else if(fRightVoltage < -1.0) fRightVoltage = -1.0;
                                             
//--------------------------------------------------------------------------                                                                                            
if(fLeftVoltage > 0) {
  setReg(PWM_PWMVAL1, 0);
  nOut = (int)(fLeftVoltage * nPeriod);
  setReg(PWM_PWMVAL0, nOut);
} else {
  setReg(PWM_PWMVAL0, 0);
  fLeftVoltage = -fLeftVoltage;
nOut = (int)(fLeftVoltage * nPeriod);
  setReg(PWM_PWMVAL1, nOut);
}                                    
//--------------------------------------------------------------------------
if(fRightVoltage > 0) {
  setReg(PWM_PWMVAL2, 0);
  nOut = (int)(fRightVoltage * nPeriod);
  setReg(PWM_PWMVAL3, nOut);
} else {
  setReg(PWM_PWMVAL3, 0);
  fRightVoltage = -fRightVoltage;
  nOut = (int)(fRightVoltage * nPeriod);
  setReg(PWM_PWMVAL2, nOut);
}
MOTOR_SETLOAD;                              // Reload the PWM value
}                                            

吉他手

GTR1113 发表于 2012-4-14 00:24
限制在-1到1来表示占空比是怎么实现的啊  ？？？？
好久了都没搞懂啊。下面这个程序我能看懂，PWM的占空 ...

你对于K1，K2（对应于P,D）参数的确定理解是错误的。
给出的公式只是用于计算两个传感器的比例值。而这K1,K2（或者P,D）参数是于控制参数。需要通过实验整定。。
再按这个思路考虑。。。。

GTR1113

吉他手 发表于 2012-4-14 08:52
你对于K1，K2（对应于P,D）参数的确定理解是错误的。
给出的公式只是用于计算两个传感器的比例值。而这K ...

也就是整定P,D参数，使得angle*P+anglespeed*D的结果在-1.0到1.0之间？？？？

freedom213

求解释啊，大神们 ，我也看不懂这儿啊啊啊啊啊:Q:@

GTR1113

freedom213 发表于 2013-1-30 12:13
求解释啊，大神们 ，我也看不懂这儿啊啊啊啊啊

你可以把angle*P+anglespeed*D的结果的范围设定到-1000到1000之间，而非-1.0到1.0之间，这个是自己规定的，然后自己调节P和D使得上面的结果的数值在你设定的范围之内，并且最大值差不多1000，最小值-1000，就行了。就这个意思，自己好好理解理解