refactor(main): 统一外设初始化流程

集中所有外设初始化于main函数起始处,通过返回值确认各模块是否成功启动;
refactor(adc): 修改采样器初始化返回值
将sampler构造函数替换为带返回值的init方法,在main函数中加入初始化结果判断,
确保系统启动时硬件配置正确加载。

feat(motor): 引入motor模块并重构电机控制逻辑
将GPIO操作封装进motor_sleep和motor_resume函数,提升代码可读性和维护性。
引入motor.h头文件,并在main.cpp中进行电机初始化统一管理。
修改FOC控制器中的shutdown与resume方法调用新接口。

refactor(filter): 优化卡尔曼滤波器实现
重命名状态变量xp为x,简化访问逻辑;移除冗余注释及未使用的getlastAngle方法;
调整getVelocity计算系数,提高速度估算精度;增加init方法支持初始状态设置。

refactor(angle_sensor): 移除冗余速度计算功能
删除传感器内部的速度估算相关数组和方法,交由外部滤波器处理以降低耦合度。
更新SPI片选宏定义以区分不同设备,并增强错误处理机制。

refactor(can): 调整CAN通信ID及初始化流程
更改状态与配置帧的标识符ID,添加对特定命令ID的响应处理如电机复位指令。
将CAN_transmiter构造函数改为init方法,配合主程序完成模块化初始化检查。
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2025-12-08 02:48:59 +08:00
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commit 839a32ff04
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+5 -4
View File
@@ -8,6 +8,7 @@
#include <cmath> #include <cmath>
#include <gd32c10x.h> #include <gd32c10x.h>
#include <stdint.h> #include <stdint.h>
#include "motor.h"
constexpr double PI = 3.1415926535897932384626433832795f; constexpr double PI = 3.1415926535897932384626433832795f;
constexpr float ANGLE_FACTOR = 25.0f / 360.0f * 2.0f * 3.14159265358979323846f; constexpr float ANGLE_FACTOR = 25.0f / 360.0f * 2.0f * 3.14159265358979323846f;
@@ -112,7 +113,7 @@ inline void FOC_Controlroller::setPhaseVoltage(float Uq, float Ud) {
*/ */
void FOC_Controlroller::shut_down() { void FOC_Controlroller::shut_down() {
is_shut_down = 1; is_shut_down = 1;
gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_12); motor_sleep();
} }
/** /**
* @brief 占空比置0 * @brief 占空比置0
@@ -138,7 +139,7 @@ void FOC_Controlroller::resume() {
over_current = false; over_current = false;
voltage_error = false; voltage_error = false;
is_shut_down = false; is_shut_down = false;
gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_12); motor_resume();
} }
/** /**
* @brief 更新电源电压 * @brief 更新电源电压
@@ -235,13 +236,13 @@ float FOC_Controlroller::angle_control_NPID(float target_angle) {
*/ */
float FOC_Controlroller::velocity_control(float target_velocity) { float FOC_Controlroller::velocity_control(float target_velocity) {
// PID 控制计算 // PID 控制计算
float Uq = vel_loop(target_velocity - rt_velocity); float Uq = vel_loop((target_velocity - rt_velocity)*25);
// 获取电机轴角度 // 获取电机轴角度
shaft_angle = KTH7823.getcurrent_sensorangle() * DEG2RAD; shaft_angle = KTH7823.getcurrent_sensorangle() * DEG2RAD;
// 设置相电压 // 设置相电压
setPhaseVoltage(Uq, 0.0f); setPhaseVoltage(Uq, 0.0f);
CAN0_transmiter.testfloat_union.f = // CAN0_transmiter.testfloat_union.f =
cal_Iq_Id(sampler.get_current('U'), sampler.get_current('V'), sampler.get_current('W')); cal_Iq_Id(sampler.get_current('U'), sampler.get_current('V'), sampler.get_current('W'));
return rt_velocity; return rt_velocity;
} }
+1 -1
View File
@@ -43,7 +43,7 @@ class FOC_Controlroller {
float v_half = voltage_power_supply * 0.5f; // 电源电压的一半 float v_half = voltage_power_supply * 0.5f; // 电源电压的一半
PIDController vel_loop = PIDController{0.7f, 0.45f, 0.001f, 1000000, PIDController vel_loop = PIDController{0.13f, 0.4f, 2.8e-4, 1000000,
voltage_power_supply}; // 12V voltage_power_supply}; // 12V
PIDController angle_loop = PIDController{25.0f, 30.0f, 0.15f, 10000000, PIDController angle_loop = PIDController{25.0f, 30.0f, 0.15f, 10000000,
voltage_power_supply}; // 12V voltage_power_supply}; // 12V
+3 -10
View File
@@ -105,18 +105,16 @@ EncoderAngleKalman::EncoderAngleKalman(float initial_angle,
\brief 更新卡尔曼滤波器状态 \brief 更新卡尔曼滤波器状态
\param[in] measured_angle 测量的角度值 (degree) \param[in] measured_angle 测量的角度值 (degree)
\retval 估计的角度值 (degree) \retval 估计的角度值 (degree)
\note 实现卡尔曼滤波的预测和更新步骤,处理角度环绕问题 \note 实现卡尔曼滤波的预测和更新步骤
*/ */
float EncoderAngleKalman::update(float measured_angle) { float EncoderAngleKalman::update(float measured_angle) {
// 更新last_angle以保持同步 // 更新last_angle以支持速度计算
last_angle = kalman.getState(); last_angle = kalman.getState();
// 1. 预测步骤 - 速度估计 // 1. 预测步骤 - 速度估计
kalman.predict(last_angle); kalman.predict(last_angle);
// 2. 更新步骤 - 使用处理后的角度值更新 // 2. 更新步骤 - 使用处理后的角度值更新
float filtered_angle = kalman.update(measured_angle); float filtered_angle = kalman.update(measured_angle);
return filtered_angle; return filtered_angle;
} }
@@ -129,12 +127,7 @@ float EncoderAngleKalman::getAngle() const { return kalman.getState(); }
\brief 获取当前角度估计值 \brief 获取当前角度估计值
\retval 当前角度估计值 (degree) \retval 当前角度估计值 (degree)
*/ */
float EncoderAngleKalman::getVelocity() const { return (kalman.getState()-last_angle)*1e4; } float EncoderAngleKalman::getVelocity() const { return (kalman.getState()-last_angle)*3.75e3; }
/*!
\brief 获取前一个角度估计值
\retval 前一个角度估计值 (degree)
*/
float EncoderAngleKalman::getlastAngle() const { return last_angle; }
/*! /*!
\brief 设置过程噪声协方差 \brief 设置过程噪声协方差
+21 -15
View File
@@ -24,12 +24,12 @@ float medium_filter(float values[], u8 size);
*/ */
template <typename T> class KalmanFilter { template <typename T> class KalmanFilter {
private: private:
T xp; // 状态估计
T P; // 估计误差协方差 T P; // 估计误差协方差
T Q; // 过程噪声协方差 T Q; // 过程噪声协方差
T R; // 测量噪声协方差 T R; // 测量噪声协方差
public: public:
T x; // 状态估计
/*! /*!
\brief 构造函数 \brief 构造函数
\param[in] initial_state 初始状态值 \param[in] initial_state 初始状态值
@@ -39,7 +39,7 @@ template <typename T> class KalmanFilter {
*/ */
KalmanFilter(T initial_state, T initial_error_covariance, T process_noise, KalmanFilter(T initial_state, T initial_error_covariance, T process_noise,
T measurement_noise) T measurement_noise)
: xp(initial_state), P(initial_error_covariance), Q(process_noise), : x(initial_state), P(initial_error_covariance), Q(process_noise),
R(measurement_noise) {} R(measurement_noise) {}
/*! /*!
@@ -48,7 +48,7 @@ template <typename T> class KalmanFilter {
\retval none \retval none
*/ */
void predict(T state_prediction) { void predict(T state_prediction) {
xp = state_prediction; x = state_prediction;
P += Q; P += Q;
} }
@@ -63,10 +63,10 @@ template <typename T> class KalmanFilter {
T S = P + R; // 残差协方差 T S = P + R; // 残差协方差
T K = P / S; // 卡尔曼增益 T K = P / S; // 卡尔曼增益
xp += K * y; // 更新状态估计 x += K * y; // 更新状态估计
P = (1 - K) * P; // 更新误差协方差 P = (1 - K) * P; // 更新误差协方差
return xp; return x;
} }
/*! /*!
@@ -77,16 +77,16 @@ template <typename T> class KalmanFilter {
T update(T measurement) { T update(T measurement) {
T K = P / (P + R); // 卡尔曼增益 T K = P / (P + R); // 卡尔曼增益
xp += K * (measurement - xp); // 更新状态估计 x += K * (measurement - x); // 更新状态估计
P = (1 - K) * P; // 更新误差协方差 P = (1 - K) * P; // 更新误差协方差
return xp; return x;
} }
/*! /*!
\brief 获取当前状态估计值 \brief 获取当前状态估计值
\retval 当前状态估计值 \retval 当前状态估计值
*/ */
T getState() const { return xp; } T getState() const { return x; }
/*! /*!
\brief 设置过程噪声协方差 \brief 设置过程噪声协方差
@@ -103,7 +103,6 @@ template <typename T> class KalmanFilter {
void setMeasurementNoise(T measurement_noise) { R = measurement_noise; } void setMeasurementNoise(T measurement_noise) { R = measurement_noise; }
}; };
/*! /*!
\brief 编码器速度卡尔曼滤波器类 \brief 编码器速度卡尔曼滤波器类
\note 用于滤除编码器速度测量噪声的卡尔曼滤波器实现 \note 用于滤除编码器速度测量噪声的卡尔曼滤波器实现
@@ -124,6 +123,11 @@ class EncoderVelocityKalman {
void setProcessNoise(float q); void setProcessNoise(float q);
void setMeasurementNoise(float r); void setMeasurementNoise(float r);
u8 init(float init_velocity) {
kalman.x = init_velocity;
return 0;
}
}; };
/*! /*!
@@ -131,28 +135,30 @@ class EncoderVelocityKalman {
\note 用于滤除编码器角度测量噪声的卡尔曼滤波器实现 \note 用于滤除编码器角度测量噪声的卡尔曼滤波器实现
*/ */
class EncoderAngleKalman { class EncoderAngleKalman {
private: private:
KalmanFilter<float> kalman; KalmanFilter<float> kalman;
float last_angle;
bool initialized; bool initialized;
public: public:
float last_angle;
EncoderAngleKalman(float initial_angle, float initial_error_covariance, EncoderAngleKalman(float initial_angle, float initial_error_covariance,
float process_noise, float measurement_noise); float process_noise, float measurement_noise);
float update(float measured_angle); float update(float measured_angle);
float getAngle() const; float getAngle() const;
float getlastAngle() const;
float getVelocity() const; float getVelocity() const;
void setProcessNoise(float q); void setProcessNoise(float q);
float getstate() const { return kalman.getState(); };
void setMeasurementNoise(float r); void setMeasurementNoise(float r);
u8 init(float init_angle) {
kalman.x = init_angle;
return 0;
}
}; };
#endif // __cplusplus #endif // __cplusplus
#endif // _FILTER_H #endif // _FILTER_H
+2
View File
@@ -23,6 +23,8 @@ project:
- file: device/Timer.cpp - file: device/Timer.cpp
- file: device/Timer.h - file: device/Timer.h
- file: device/test.cpp - file: device/test.cpp
- file: device/motor.cpp
- file: device/motor.h
- group: Algorithm - group: Algorithm
files: files:
- file: Algorithm/Filter.cpp - file: Algorithm/Filter.cpp
+5 -1
View File
@@ -6,6 +6,7 @@
#include <cstring> #include <cstring>
#include <gd32c10x_dma.h> #include <gd32c10x_dma.h>
#include <stdint.h> #include <stdint.h>
#include "systick.h"
constexpr float ERROR_ADC_VAL = 255.0f; constexpr float ERROR_ADC_VAL = 255.0f;
constexpr float ADC_SCALE = 3.3f / 4096.0f; constexpr float ADC_SCALE = 3.3f / 4096.0f;
@@ -110,9 +111,10 @@ void adc_config(void) {
/** /**
* @brief 采样类初始化 * @brief 采样类初始化
*/ */
sampler::sampler() { u8 sampler::init() {
dma_config(); // DMA采样ADC初始化 dma_config(); // DMA采样ADC初始化
adc_config(); // ADC初始化 adc_config(); // ADC初始化
delay_1ms(1);
// 初始采样 // 初始采样
for (int i = 0; i < FILTER_SIZE + 1; i++) { for (int i = 0; i < FILTER_SIZE + 1; i++) {
mcu_temp_samples[i] = mcu_temp_samples[i] =
@@ -130,7 +132,9 @@ sampler::sampler() {
float R_now = (float)adc_value[1] / (4096 - (float)adc_value[1]) * 4700; float R_now = (float)adc_value[1] / (4096 - (float)adc_value[1]) * 4700;
drv_temp_samples[i] = drv_temp_samples[i] =
1.0f / (0.00335f + 0.00025f * log(R_now / 10000.0f)) - 273.15f; 1.0f / (0.00335f + 0.00025f * log(R_now / 10000.0f)) - 273.15f;
delay_1ms(1);
} }
return 0;
} }
/** /**
* @brief 获取MCU温度 * @brief 获取MCU温度
+19 -14
View File
@@ -6,6 +6,7 @@
#include "gd32c10x.h" #include "gd32c10x.h"
#include "gd32c10x_can.h" #include "gd32c10x_can.h"
#include "gd32c10x_dma.h" #include "gd32c10x_dma.h"
#include "motor.h"
#include "systick.h" #include "systick.h"
#include <cstdio> #include <cstdio>
#include <cstdlib> #include <cstdlib>
@@ -21,7 +22,7 @@ constexpr u16 DEV_CAN0_MASK = 0x0000;
constexpr u16 DEV_CAN_LOOPBACK_ID = 0x0000; constexpr u16 DEV_CAN_LOOPBACK_ID = 0x0000;
constexpr float ANGLE_FACTOR = 25.0f / 360.0f * 2.0f * 3.14159265358979323846f; constexpr float ANGLE_FACTOR = 25.0f / 360.0f * 2.0f * 3.14159265358979323846f;
CAN_transmiter CAN0_transmiter; // CAN初始化 CAN_transmiter CAN0_transmiter; // CAN初始化
extern FOC_Controlroller FOC; extern FOC_Controlroller FOC;
extern sampler sampler; extern sampler sampler;
extern angle_sensor KTH7823; extern angle_sensor KTH7823;
@@ -260,7 +261,7 @@ void can_loopback_init(void) {
can_parameter.prescaler = 6; can_parameter.prescaler = 6;
if (can_init(CANX, &can_parameter) != SUCCESS) { if (can_init(CANX, &can_parameter) != SUCCESS) {
u16 i = 200; u16 i = 200;
while (--i>0){ while (--i > 0) {
delay_1ms(10); delay_1ms(10);
printf("can init error \r\n"); printf("can init error \r\n");
} }
@@ -413,7 +414,7 @@ void can_loopback_test(void) {
\brief CAN_transmiter构造函数 \brief CAN_transmiter构造函数
\note 初始化CAN通信相关参数和硬件配置 \note 初始化CAN通信相关参数和硬件配置
*/ */
CAN_transmiter::CAN_transmiter() { u8 CAN_transmiter::init() {
// 初始化CAN硬件 // 初始化CAN硬件
// can_config(); // can_config();
canfd_config(); canfd_config();
@@ -426,6 +427,7 @@ CAN_transmiter::CAN_transmiter() {
// 初始化DMA缓冲区 // 初始化DMA缓冲区
memset(can_rx_buffer, 0, sizeof(can_rx_buffer)); memset(can_rx_buffer, 0, sizeof(can_rx_buffer));
memset(can_tx_buffer, 0, sizeof(can_tx_buffer)); memset(can_tx_buffer, 0, sizeof(can_tx_buffer));
return 0;
} }
/*! /*!
@@ -440,7 +442,7 @@ void CAN_transmiter::update(void) {
rt_angle_union.f = FOC.rt_angle; rt_angle_union.f = FOC.rt_angle;
// rt_velocity_union.f = KTH7823.getVelocity(); // rt_velocity_union.f = KTH7823.getVelocity();
rt_velocity_union.f = FOC.rt_velocity; rt_velocity_union.f = FOC.rt_velocity;
MotorStatus = (gpio_input_bit_get(GPIOB, GPIO_PIN_2) == SET) ? 0 : 1; MotorStatus = gpio_input_bit_get(GPIOB, GPIO_PIN_2) == RESET;
Target_Control_Mode = FOC.control_mode; Target_Control_Mode = FOC.control_mode;
controller_Mode = FOC.control_mode; controller_Mode = FOC.control_mode;
@@ -618,19 +620,18 @@ u8 CAN_transmiter::CAN_all_Send() {
u8 CAN_transmiter::CANFD_all_Send() { u8 CAN_transmiter::CANFD_all_Send() {
u32 success_flag = 0; u32 success_flag = 0;
constexpr u32 STATUS_ID = 0x18FF0100; constexpr u32 STATUS_ID = 0x00010100;
constexpr u32 CONFIG_ID = 0x18FF0101; constexpr u32 CONFIG_ID = 0x00010101;
// 打包status数据 // 打包status数据
pack_u16_to_bytes(transmit_data, 0, mcu_temp); pack_u16_to_bytes(transmit_data, 0, mcu_temp);
pack_u16_to_bytes(transmit_data, 2, motor_temp); pack_u16_to_bytes(transmit_data, 2, motor_temp);
pack_u16_to_bytes(transmit_data, 4, u16(u_current_union.f)); pack_u16_to_bytes(transmit_data, 4, u16(u_current_union.f));
pack_u16_to_bytes(transmit_data, 6, u16(v_current_union.f)); pack_u16_to_bytes(transmit_data, 6, u16(v_current_union.f));
pack_u16_to_bytes(transmit_data, 8, u16(w_current_union.f)); pack_u16_to_bytes(transmit_data, 8, u16(w_current_union.f));
transmit_data[10] = (transmit_data[10] & ~0x07) | transmit_data[10] = (transmit_data[10] & ~0x07) |
((MotorStatus & 0x01) | ((MotorStatus & 0x01) | ((MagStatus & 0x01) << 1) |
((MagStatus & 0x01) << 1) | ((ThermalStatus & 0x01) << 2));
((ThermalStatus & 0x01) << 2));
pack_u16_to_bytes(transmit_data, 11, Power_Voltage); pack_u16_to_bytes(transmit_data, 11, Power_Voltage);
pack_float_to_bytes(transmit_data, 13, rt_angle_union); pack_float_to_bytes(transmit_data, 13, rt_angle_union);
pack_float_to_bytes(transmit_data, 17, rt_velocity_union); pack_float_to_bytes(transmit_data, 17, rt_velocity_union);
@@ -669,7 +670,7 @@ void CAN_transmiter::communication_check() {
// for (i = 0; i < receive_message.rx_dlen; i++) { // for (i = 0; i < receive_message.rx_dlen; i++) {
// printf(" %02x", receive_message.rx_data[i]); // printf(" %02x", receive_message.rx_data[i]);
// } // }
if (receive_message.rx_efid == 0x18ff0200) { if (receive_message.rx_efid == 0x00010200) {
FOC.control_mode = receive_message.rx_data[0]; FOC.control_mode = receive_message.rx_data[0];
if (float(unpack_bytes_to_u16(receive_message.rx_data, 1)) / 1000 != if (float(unpack_bytes_to_u16(receive_message.rx_data, 1)) / 1000 !=
FOC.limit_voltage) { FOC.limit_voltage) {
@@ -689,9 +690,13 @@ void CAN_transmiter::communication_check() {
target_velocity_union.f = target_velocity_union.f =
unpack_bytes_to_float(receive_message.rx_data, 11).f; unpack_bytes_to_float(receive_message.rx_data, 11).f;
FOC.target_velocity = target_velocity_union.f; FOC.target_velocity = target_velocity_union.f;
} else if (receive_message.rx_efid == 0x00010301) {
can0_receive_flag = RESET; motor_reset();
} }
else {
printf("Unknown CAN ID: %X\n", receive_message.rx_efid);
}
can0_receive_flag = RESET;
} }
} }
+1 -1
View File
@@ -101,7 +101,7 @@ class CAN_transmiter {
public: public:
// 添加构造函数声明 // 添加构造函数声明
CAN_transmiter(); u8 init(void);
can_receive_message_struct receive_message; // 接收消息结构体 can_receive_message_struct receive_message; // 接收消息结构体
FlagStatus can0_receive_flag; // CAN0接收标志 FlagStatus can0_receive_flag; // CAN0接收标志
+1 -1
View File
@@ -21,7 +21,7 @@ class sampler {
float tempora_sample; float tempora_sample;
public: public:
sampler(); u8 init(void);
void update_mcu_temp(void); void update_mcu_temp(void);
void update_drv_temp(void); void update_drv_temp(void);
void update_vbus_voltage(void); void update_vbus_voltage(void);
+29 -49
View File
@@ -9,9 +9,10 @@
#include <cstring> #include <cstring>
#include <stdint.h> #include <stdint.h>
#define ANG_SPI_CS_ENABLE() gpio_bit_reset(GPIOA, GPIO_PIN_15)
#define SPI_CS_ENABLE() gpio_bit_reset(GPIOA, GPIO_PIN_15) #define ANG_SPI_CS_DISABLE() gpio_bit_set(GPIOA, GPIO_PIN_15)
#define SPI_CS_DISABLE() gpio_bit_set(GPIOA, GPIO_PIN_15) #define DRV_SPI_CS_ENABLE() gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_14)
#define DRV_SPI_CS_DISABLE() gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_14)
constexpr float ANGLE_FACTOR = 1.0f / 65536.0f * 360.0f; constexpr float ANGLE_FACTOR = 1.0f / 65536.0f * 360.0f;
constexpr float RAD_FACTOR = 1.0f / 65536.0f * 2.0f * 3.14159265358979323846f; constexpr float RAD_FACTOR = 1.0f / 65536.0f * 2.0f * 3.14159265358979323846f;
@@ -204,37 +205,39 @@ void angle_sensor::KTH7823_init(void) {
/** /**
* @brief 角度传感器构造函数 * @brief 角度传感器构造函数
*/ */
angle_sensor::angle_sensor(void) { KTH7823_init(); } u8 angle_sensor::init(void) {
KTH7823_init();
return 0;
}
/** /**
* @brief 读取传感器数据 * @brief 读取传感器数据
* @return 传感器数据 * @return 传感器数据
*/ */
inline float angle_sensor::read_sensorAngle(void) { inline float angle_sensor::read_sensorAngle(void) {
uint16_t raw_data; uint16_t raw_data;
SPI_CS_ENABLE(); ANG_SPI_CS_ENABLE();
u8 result = spi_rw_half_word_dma(SPI0, DEFAULT_COMMAND, &raw_data); u8 result = spi_rw_half_word_dma(SPI0, DEFAULT_COMMAND, &raw_data);
SPI_CS_DISABLE(); ANG_SPI_CS_DISABLE();
if (result == 0) { if (result == 0) {
// 单次浮点乘法优化:只计算一次度数,然后转换为弧度 // 单次浮点乘法优化:只计算一次度数,然后转换为弧度
float angle_deg = (float)raw_data * ANGLE_FACTOR; float angle_deg = (float)raw_data * ANGLE_FACTOR;
current_angle_deg = angle_deg; current_angle_deg = angle_deg;
current_angle_rad = angle_deg * DEG2RAD; // M_PI/180.0f current_angle_rad = angle_deg * DEG2RAD; // M_PI/180.0f
return angle_deg; return angle_deg;
} }
#ifdef DEBUG #ifdef DEBUG
// 仅在调试模式下输出错误,避免发布版本中的I/O开销 // 仅在调试模式下输出错误,避免发布版本中的I/O开销
if (result != 0) { if (result != 0) {
// 使用更高效的串口输出替代printf(如果可用) // 使用更高效的串口输出替代printf(如果可用)
printf("Error reading angle from sensor.\n"); printf("Error reading angle from sensor.\n");
} }
#endif #endif
return (float)FAULT_RECEIVE; return (float)FAULT_RECEIVE;
} }
/** /**
* @brief 更新传感器角度(输出级) * @brief 更新传感器角度(输出级)
@@ -262,9 +265,6 @@ float angle_sensor::update(void) {
delta += ANGLE_WRAP_VALUE; delta += ANGLE_WRAP_VALUE;
} }
std::memmove(velocity, velocity + 1, SIZE_FLOAT * (VEL_FILTER_SIZE - 1));
velocity[VEL_FILTER_SIZE - 1] = delta * VELOCITY_SCALE;
m_cumulativeAngle += delta; m_cumulativeAngle += delta;
m_lastAngle = current_angle_deg; m_lastAngle = current_angle_deg;
@@ -285,26 +285,6 @@ float angle_sensor::getAngle(void) const {
*/ */
float angle_sensor::getRawAngle(void) const { return m_cumulativeAngle; } float angle_sensor::getRawAngle(void) const { return m_cumulativeAngle; }
/**
* @brief 获取速度值(输出级)
* @return 速度值(输出级)
*/
float angle_sensor::getVelocity(void) const {
return getRawVelocity() / REDUCTION_RATIO;
}
/**
* @brief 获取速度值(原始级)
* @return 速度值(原始级)
*/
float angle_sensor::getRawVelocity(void) const {
float velocity_filted = 0;
for (int i = 0; i < VEL_FILTER_SIZE - 1; i++) {
velocity_filted += velocity[i];
}
return velocity_filted / (VEL_FILTER_SIZE - 1);
// return velocity[VEL_FILTER_SIZE - 1];
}
/** /**
* @brief 获取角度值(原始级) * @brief 获取角度值(原始级)
* @return 角度值(原始级) * @return 角度值(原始级)
+1 -3
View File
@@ -14,14 +14,12 @@ constexpr u16 VEL_FILTER_SIZE = 4;
class angle_sensor { class angle_sensor {
public: public:
angle_sensor(); u8 init(void);
float read_sensorAngle(void); float read_sensorAngle(void);
float update(void); float update(void);
void reset(void); void reset(void);
float getAngle(void) const; float getAngle(void) const;
float getRawAngle(void) const; float getRawAngle(void) const;
float getVelocity(void) const;
float getRawVelocity(void) const;
float getcurrent_sensorangle(void) const; float getcurrent_sensorangle(void) const;
protected: protected:
+38
View File
@@ -0,0 +1,38 @@
#include "motor.h"
#include "Timer.h"
#include "gd32c10x_eval.h"
#include <cstdio>
/**
* @brief driver输出初始化
*/
void motor_init(void) {
timer1_gpio_config();
timer1_pwm_config();
// 使能GPIOB时钟
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);
// 配置PB2为输入引脚,用于读取电机状态
gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_IN_FLOATING, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_2);
/* 配置GPIOB的PB14为推挽输出 SPICS */
gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,
GPIO_PIN_14 | GPIO_PIN_12);
}
/**
* @brief 电机复位
*/
void motor_reset(void) {
motor_sleep();
printf("motor reseting...\r\n");
motor_resume();
}
/**
* @brief 电机休眠
*/
void motor_sleep(void) { gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_12); }
/**
* @brief 电机启动
*/
void motor_resume(void) { gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_12); }
+11
View File
@@ -0,0 +1,11 @@
#ifndef _MOTOR_H
#define _MOTOR_H
void motor_init(void);
void motor_reset(void);
void motor_resume(void);
void motor_sleep(void);
#endif
+27 -15
View File
@@ -7,39 +7,49 @@
#include "ang_sensor.h" #include "ang_sensor.h"
#include "core_cm4.h" #include "core_cm4.h"
#include "core_cmFunc.h" #include "core_cmFunc.h"
#include "motor.h"
#include "health.h" #include "health.h"
#include "initial.h" #include "initial.h"
#include "sys/health.h"
#include "sys/systick.h"
#include "systick.h" #include "systick.h"
#include <cstdio>
#include <stdint.h> #include <stdint.h>
TaskScheduler scheduler = {0}; TaskScheduler scheduler = {0};
int main(void) { int main(void) {
systick_config(); // 系统时钟初始化 systick_config(); // 系统时钟初始化
USART0_init(); // 调试串口初始化 USART0_init(); // 调试串口初始化
User_timer_init(); // Timer初始化 User_timer_init(); // 任务Timer初始化
driver_init(); // 电机驱动初始化 motor_init(); // 电机驱动初始化
extern FOC_Controlroller FOC; // FOC控制
extern CAN_transmiter CAN0_transmiter; // CAN初始化
extern sampler sampler; // 采样器 extern sampler sampler; // 采样器
extern angle_sensor KTH7823; // 角度传感器
extern EncoderVelocityKalman Vel_kalman; // 速度滤波 extern EncoderVelocityKalman Vel_kalman; // 速度滤波
extern EncoderAngleKalman Angle_kalman; // 角度滤波 extern EncoderAngleKalman Angle_kalman; // 角度滤波
extern angle_sensor KTH7823; // 角度传感器
extern CAN_transmiter CAN0_transmiter; // CAN
extern ThermalController thermalController; // 热量控制器 extern ThermalController thermalController; // 热量控制器
extern FOC_Controlroller FOC; // FOC控制
u8 init_status = 0;
init_status += KTH7823.init(); // 角度传感器初始化
init_status += sampler.init(); // 采样器初始化
init_status += CAN0_transmiter.init(); // CAN初始化
init_status += Angle_kalman.init(KTH7823.getAngle()); // 角度滤波初始化
init_status += Vel_kalman.init(0.0f); // 速度滤波初始化
while (init_status) { // 初始化检测
std::printf("初始化失败\r\n");
}
u32 cnt_test = 0; u32 cnt_test = 0;
delay_1ms(5); watchdog_init(500); // 看门狗初始化
angsens_MG_check(); // 角度传感器磁感应强度测试 angsens_MG_check(); // 角度传感器磁感应强度测试
watchdog_init(5000); // 看门狗初始化
while (1) { while (1) {
__disable_irq(); __disable_irq();
// 保存当前任务标志快照以提高效率并确保一致性 u32 currentTasks =
u32 currentTasks = scheduler.taskFlags; scheduler.taskFlags; // 保存当前任务标志快照以提高效率并确保一致性
// 一次性清除所有已处理的任务标志 scheduler.taskFlags &= ~currentTasks; // 一次性清除所有已处理的任务标志
scheduler.taskFlags &= ~currentTasks;
__enable_irq(); __enable_irq();
cnt_test++; cnt_test++;
// 按照优先级和重要性处理任务 // 按照优先级和重要性处理任务
if (currentTasks & (1 << TASK_CURRENT_UPDATE)) { // 更新电流采样值 if (currentTasks & (1 << TASK_CURRENT_UPDATE)) { // 更新电流采样值
sampler.update_current(); sampler.update_current();
@@ -49,6 +59,7 @@ int main(void) {
FOC.rt_angle = Angle_kalman.update(KTH7823.getAngle()); FOC.rt_angle = Angle_kalman.update(KTH7823.getAngle());
} }
if (currentTasks & (1 << TASK_VELOCITY_UPDATE)) { // 更新速度传感器值 if (currentTasks & (1 << TASK_VELOCITY_UPDATE)) { // 更新速度传感器值
CAN0_transmiter.testfloat_union.f = (Angle_kalman.getstate()-Angle_kalman.last_angle)*10000.0f; // 速度滤波前的速度值,单位: deg/s
FOC.rt_velocity = Vel_kalman.update(Angle_kalman.getVelocity()); FOC.rt_velocity = Vel_kalman.update(Angle_kalman.getVelocity());
} }
if (currentTasks & if (currentTasks &
@@ -102,4 +113,5 @@ int main(void) {
fwdgt_counter_reload(); // 看门狗复位 fwdgt_counter_reload(); // 看门狗复位
} }
} }
return 0;
} }
-16
View File
@@ -1,15 +1,7 @@
#include "initial.h" #include "initial.h"
#include "Timer.h"
#include "ang_sensor.h"
#include <stdint.h> #include <stdint.h>
void GPIO_config(void) {
// 使能GPIOB时钟
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);
// 配置PB2为输入引脚,用于读取电机状态
gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_IN_FLOATING, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_2);
}
/* retarget the C library printf function to the USART */ /* retarget the C library printf function to the USART */
u8 USART0_init() { u8 USART0_init() {
@@ -33,14 +25,6 @@ u8 watchdog_init(u32 time) {
} }
/**
* @brief driver输出初始化
*/
void driver_init(void) {
timer1_gpio_config();
timer1_pwm_config();
}
int fputc(int ch, FILE *f) throw() { int fputc(int ch, FILE *f) throw() {
usart_data_transmit(EVAL_COM0, (uint8_t)ch); usart_data_transmit(EVAL_COM0, (uint8_t)ch);
while (RESET == usart_flag_get(EVAL_COM0, USART_FLAG_TBE)) while (RESET == usart_flag_get(EVAL_COM0, USART_FLAG_TBE))
-2
View File
@@ -17,10 +17,8 @@ void rcu_config(void);
static volatile uint32_t timer_delay_count = 0; // volatile 很重要! static volatile uint32_t timer_delay_count = 0; // volatile 很重要!
int fputc(int ch, FILE *f); // 声明fputc函数以重载标准库实现 int fputc(int ch, FILE *f); // 声明fputc函数以重载标准库实现
u8 tle5210b_init(void);
u8 USART0_init(void); u8 USART0_init(void);
u8 watchdog_init(u32 time); u8 watchdog_init(u32 time);
void driver_init(void);
// 任务标志定义 // 任务标志定义
typedef enum { typedef enum {
TASK_MOTOR_CONTROL = 0, TASK_MOTOR_CONTROL = 0,