2015国电设风力摆练手

继续总结一下之前的经验，东西不多，随便讲讲吧。

源码链接https://download.csdn.net/download/YOUNGAAAAA/85005265

4个空心杯电机和一个陀螺仪，加上主控和驱动板。
驱动板建议用栅极驱动器或者btn，输出功率大，控制效果好

风力摆底部当然越轻越好，然后在底部放一个激光模块。
整体思路就是速度环pid控制空心杯电机，再在速度环外部加一个位置环pid，控制风力摆的位置。

代码

控制函数，放定时器中断里，

为什么设置了两套pid参数，是因为发现静止时的pid和运动中的pid差别挺大，经验之谈，用两套效果更好而已。

void mode_select(int mode,float length)
{static int first = 1;float mode1_angle = 0;if(first == 1){first = 0;if(mode == 0){Increment_PID_Initialize(&speed_pid[0],50,1,2000);   // x  50,1,2000Increment_PID_Initialize(&speed_pid[1],50,1,2000);   // y  50,1,2000}else if(mode == 1 || mode == 2){Increment_PID_Initialize(&speed_pid[2],20,0.1,30);   // xIncrement_PID_Initialize(&speed_pid[3],20,0.1,30);   // y}}switch (mode){case 0: // 静止angle_control(0,5,5);break;case 1: // 直线straight_cal(0,length);straight_control(0);break;case 2:circle_cal(length);break;}}

模式0 静止

这个很简单，读取当前角度值，反馈让其定点在一个固定角度

void angle_control(int mode,float angle_x,float angle_y)
{if(mode == 0){motor_pwm_y = Increment_PID(&speed_pid[1],angle_y,jy_y);motor_pwm_x = Increment_PID(&speed_pid[0],angle_x,jy_x);}else if(mode == 1){motor_pwm_y = Increment_PID(&speed_pid[3],angle_y,-an_speed_y);motor_pwm_x = Increment_PID(&speed_pid[2],angle_x,an_speed_x);}// 上下运动if(motor_pwm_y >= 0){if(motor_pwm_y >= 400)motor_pwm_y = 400;__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_1,0);__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_2,abs(motor_pwm_y));}else{if(motor_pwm_y <= -400)motor_pwm_y = -400;__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_2,0);__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_1,abs(motor_pwm_y));}// 左右运动if(motor_pwm_x >= 0){if(motor_pwm_x >= 400)motor_pwm_x = 400;__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_4,0);__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_3,abs(motor_pwm_x));}else{if(motor_pwm_x <= -400)motor_pwm_x = -400;__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_3,0);__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_4,abs(motor_pwm_x));}}

模式1 直线

思路很清晰，就是利用能量守恒的原理，在任何位置重力势能加上动能应该始终不变，反馈的量应该是能量的总和。这样就能画出指定长度的直线

void straight_control(int mode)
{if(mode == 0){if( an_speed_x >= 0){angle_control(1,ang_speed,0);}else{angle_control(1,-ang_speed,0);}}else if(mode == 1){if( an_speed_y >= 0){angle_control(1,0,ang_speed);}else{angle_control(1,0,-ang_speed);}}}void  straight_cal(int mode,float length)
{//mode: 0-x   1-y//standard_energyfloat tan_cita= 0,cos_cita = 0,hight_diff = 0,standard_energy = 0;tan_cita = length/88;cos_cita = 1/(sqrt(tan_cita*tan_cita+1));hight_diff = 72 - 72*cos_cita;standard_energy = 9.8*hight_diff*0.01;//current_enertyfloat diff_energy = 0,current_high = 0;if(mode == 0){tan_cita =tan( jy_x*M_PI/180);cos_cita = 1/(sqrt(tan_cita*tan_cita+1));current_high = 72 - 72*cos_cita;}else if(mode == 1){tan_cita =tan( jy_x*M_PI/180);cos_cita = 1/(sqrt(tan_cita*tan_cita+1));current_high = 72 - 72*cos_cita;}diff_energy = standard_energy - 9.8*current_high*0.01;if(diff_energy>=0){ang_speed = sqrt(fabs(diff_energy)*2)/(0.72)*100;}else{ang_speed = -sqrt(fabs(diff_energy)*2)/(0.72)*100;}}

效果如图

模式3 圆形

画指定圆形的代码较为复杂，实际上还是和物理挂钩，维持能量守恒，然后将速度分解为x和y方向，然后用x和y方向的电机分别控制，即可得到响应的结果

void circle_cal(float length)
{float tan_cita= 0,tan_x = 0,tan_y = 0,tan_cigma = 0,v_sum = 0,v_x = 0,v_y = 0;tan_cita = length / 88;v_sum = tan_cita*sqrt(9.8*0.72);tan_x = tan( jy_x*M_PI/180);tan_y = -tan( jy_y*M_PI/180);tan_cigma = sqrt(tan_x*tan_x + tan_y*tan_y);if (tan_cigma != 0){v_x = v_sum*tan_y/tan_cigma/(0.72)*100;v_y = v_sum*tan_x/tan_cigma/(0.72)*100;}test[0] = tan_cigma;test[1] = v_x;test[2] = v_y;angle_control(1,v_x,v_y);}

视频找不到了，当时效果不错，鲁棒性也挺好的，无论是风吹还是手扰动都能自己调回来

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2015国电设风力摆练手

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代码

模式0 静止

模式1 直线

模式3 圆形

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