feat(FOC): 添加带速度限制的角度闭环控制功能

新增angle_control_with_velocity_limit函数,实现带速度限制的角度控制,
包含角度PID和速度PID双环控制,防止电机转速过快导致的不稳定。

- 新增带速度限制的角度控制函数
- 配置新的PID控制器用于速度内环和角度外环
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2025-12-23 11:55:09 +08:00
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+30
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@@ -209,6 +209,36 @@ float FOC_Controlroller::angle_control(float target_angle) {
return shaft_angle;
}
/**
* @brief 带速度限制的角度闭环控制
*
* @param target_angle: 目标角度
* @param max_velocity: 最大速度限制 (单位: rad/s)
* @return float: 当前角度
*/
float FOC_Controlroller::angle_control_with_velocity_limit(float target_angle) {
// 计算角度误差
float angle_error = target_angle - rt_angle;
// 使用角度PID控制器计算目标速度
float target_velocity = ang_inVelAngloop(angle_error);
// 对目标速度进行限幅
target_velocity = _constrain(target_velocity, -limit_velocity, limit_velocity);
// 使用速度PID控制器计算最终输出电压
float Uq = vel_inVelAngloop(target_velocity - rt_velocity);
// CAN0_transmiter.testfloat_union.f = target_velocity - rt_velocity;
// 获取电机轴角度
shaft_angle = KTH7823.getcurrent_sensorangle() * DEG2RAD;
// 设置相电压
setPhaseVoltage(Uq, 0.0f);
return shaft_angle;
}
/**
* @brief 角度闭环控制
*
+7 -3
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@@ -25,6 +25,7 @@ class FOC_Controlroller {
float Ua = 0, Ub = 0, Uc = 0;
float velocity_open_loop();
float angle_control(float target_angle);
float angle_control_with_velocity_limit(float target_angle);
float velocity_control(float target_velocity);
float current_control(float target_current);
float angle_control_NPID(float target_angle);
@@ -42,13 +43,16 @@ class FOC_Controlroller {
float zero_electric_angle = 0;
float v_half = voltage_power_supply * 0.5f; // 电源电压的一半
PIDController vel_loop = PIDController{0.028f, 0.2f, 1e-4, 1000000,
voltage_power_supply}; // 12V
PIDController vel_loop =
PIDController{0.028f, 0.2f, 1e-4, 1000000, voltage_power_supply}; // 12V
PIDController angle_loop = PIDController{20.0f, 100.0f, 0.2f, 10000000,
voltage_power_supply}; // 12V
PIDController current_loop =
PIDController{0.006f, 0.02f, 0, 100000, voltage_power_supply}; // 12V
PIDController vel_inVelAngloop =
PIDController{0.35f, 5.0f,1e-3, 1000000, voltage_power_supply};
PIDController ang_inVelAngloop =
PIDController{30.0f, 0.0f, 1e-3, 1000000, 999};
void setPhaseVoltage(float Uq, float Ud);
float cal_Iq_Id(float current_a, float current_b, float current_c);
+4 -5
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@@ -25,8 +25,8 @@ extern FOC_Controlroller FOC; // FOC控制
extern FlashEEPROM flashEEP; // EEPROM类
TaskScheduler scheduler = {0};
volatile u32 system_runtime_us = 0;
volatile u32 cnt_test = 0;
volatile u32 system_runtime_us = 0; // 电机驱动计算轮次
volatile u32 cnt_test = 0; // 负载检测
int main(void) {
systick_config(); // 系统时钟初始化
SystemCoreClockUpdate(); // 更新系统时钟变量
@@ -89,9 +89,8 @@ void do_task(u32 currentTasks) {
break;
}
case 1: {
FOC.angle_control(FOC.target_angle); // 角度闭环控制
// FOC.angle_control_with_velocity_limit(FOC.target_angle,
// FOC.limit_velocity); // 角度闭环控制,带速度限制
// FOC.angle_control(FOC.target_angle); // 角度闭环控制
FOC.angle_control_with_velocity_limit(FOC.target_angle); // 角度闭环控制,带速度限制
break;
}
case 2: {
+2 -5
View File
@@ -146,10 +146,10 @@ FlashEepromStatus FlashEEPROM::read(u8 virtualAddr, u16 *data) const {
u32 data_word = *((u32 *)address);
// 检查是否是有效数据(非擦除状态)
if (data_word != 0xFFFFFFFF) {
u8 addr = (u8)(data_word & 0xFF);
u8 addr = (u8)(data_word & DATA_ADDR_MASK);
// 找到匹配的虚拟地址
if (addr == virtualAddr) {
*data = (u16)((data_word >> 16) & 0xFFFF);
*data = (u16)(data_word & DATA_U16_MASK);
return FLASH_EEPROM_OK;
}
}
@@ -504,10 +504,7 @@ FlashEepromStatus FlashEEPROM::writeCRC(u32 CRC_NUM, bool saved) {
fmc_unlock();
fmc_flag_clear(FMC_FLAG_PGERR | FMC_FLAG_PGAERR | FMC_FLAG_WPERR);
fmc_state_enum fmc_status = fmc_word_program(next_address, CRC_NUM);
// printf("write address:0x%X,status:0x%x \r\n", next_address,
// fmc_status);
fmc_lock();
#if EEPDEBUG
printf("CRC cmp1,0x%X_0x%x \r\n", CRC_NUM, *((u32 *)next_address));
#endif