四轮电磁------电磁循迹位置式PID

看了很多篇博客,针对我们智能车校内赛的电磁循迹,我对循迹方案如下:

电磁前瞻+舵机+例程

  • 我们使用的是龙邱科技的电磁前瞻:

舵机
舵机是由占空比控制旋转方向,但一定要注意:例程上给定的占空比是250~1250,那么舵机中值就应该为750;但是,当舵机装上车后,舵机的中值必须要自己去测试:我测得的舵机占空比为483-603,则舵机中值应该为543。所以,一定要确定属于自己的智能车的舵机中值。

以及逐飞科技的例程:

采集电磁+处理数据

  • 对电磁需要采集并处理数据;大致过程如下:
  1. 定义二维数组储存电感采集的数值,最多保存四次采集的数据
  2. 采集电感并保存在数组中
  3. 滤波处理数据,减小误差
  4. 归一化适应赛道
  5. 利用差比和求出偏离中心电磁线的bias
/****定义变量****/
int32  GET_AD_VALUE[4][GET_AD];//采集GET_AD数据
int32  GET_AD_MEAN[4];//5组平均数
int32  GET_AD_MEAN_OLD[4][12];//5组过去的平均数
static uint32  GET_AD_STORE[4][4];//两侧+中间两个 一共使用4个电感
//差比和
float OUT_rate=10.0; //对外圈电感的信任程度
float IN_rate=20.0;       //对内圈电感的信任程度
float OTHER_rate=20.0;//对底下电感的信任
float bias;//差比和输出
float bias_n;//差
float bias_d;//和
//电感数据的处理与获取
void AD_get(void)
{
    int i=0,j=0,k=0;
    uint32 temp ;
    /*1.定义二维数组储存电感采集的数值,最多保存四次采集的数据

        ADC_PIN0  |  ADC_PIN1 | ADC_PIN2 | ADC_PIN3
        L_AD[4][4]            L_AD_Mean
    {       0       1       2       3       mean均值
            0 |*** *** *** ***      ***                                             R2
            1 |*** *** *** ***      ***                                             R1
            2 |*** *** *** ***      ***                                             M0
            3 |*** *** *** ***      ***                                             L1
            4 |*** *** *** ***      ***                                             L2
        }
    */
        for(i = 0;i < 4;i++)//每次数据后移,以保存当此采集的数据
        {
            GET_AD_STORE[i][3] = GET_AD_STORE[i][2];
            GET_AD_STORE[i][2] = GET_AD_STORE[i][1];
            GET_AD_STORE[i][1] = GET_AD_STORE[i][0];
        }

    //2.电感采集并保存在数组中 
        //连续读十次取平均
        for(i = 0;i < GET_AD;i++)
        {
            GET_AD_VALUE[0][i] = adc_mean_filter(ADC_0,ADC_PIN0,ADC_12BIT, GET_AD);//R2
            GET_AD_VALUE[1][i] = adc_mean_filter(ADC_0,ADC_PIN1,ADC_12BIT, GET_AD);//R1
            GET_AD_VALUE[2][i] = adc_mean_filter(ADC_0,ADC_PIN2,ADC_12BIT,GET_AD);//M0
            GET_AD_VALUE[3][i] = adc_mean_filter(ADC_0,ADC_PIN3,ADC_12BIT, GET_AD);//L1
        }
            //冒泡排序法排序
        for(k = 0;k < 4; k++)
        {
            for(i = 0; i < GET_AD - 1; i++)
            {
                for(j = 0; j < GET_AD - 1 - i; j++)
                {
                    if(GET_AD_VALUE[k][j] > GET_AD_VALUE[k][j + 1])
                        {
                        temp = GET_AD_VALUE[k][j];
                        GET_AD_VALUE[k][j] = GET_AD_VALUE[k][j + 1];
                        GET_AD_VALUE[k][j + 1] = temp;
                    }
                }
            }
        }

            //掐头去尾 取平均
        for(i = 0;i < 4;i++)
        {
            for(j = 2;j < 9;j++)
            {
                GET_AD_STORE[i][1] += GET_AD_VALUE[i][j];
            }
            GET_AD_MEAN[i] = (uint16)GET_AD_STORE[i][1]/8;
        }
    //3.对采集数据的处理
        for(i = 0;i < 4;i++)
        {
            GET_AD_MEAN[i]=1000*(float)(GET_AD_MEAN[i]*1.0- AD_MIN*1.0)/(AD_MAX*1.0 - AD_MIN*1.0);//归一化适应赛道
        }//GET_AD_MEAN[i]是从0开始的 应该为0 1 2 3
        lcd_showstr(0,1,"rpm:");//最右边
        lcd_showint32(30,1,GET_AD_MEAN[3],5);
        lcd_showstr(0,2,"rlm:");//右中间
        lcd_showint32(30,2,GET_AD_MEAN[2],5);
        lcd_showstr(0,3,"llm:");//左中间
        lcd_showint32(30,3,GET_AD_MEAN[1],5);
        lcd_showstr(0,4,"lpm:");//最左边
        lcd_showint32(30,4,GET_AD_MEAN[0],5);

        //传统意义的差比和算法
        bias_n = ((GET_AD_MEAN[0] - GET_AD_MEAN[3])*OUT_rate + (GET_AD_MEAN[1] - GET_AD_MEAN[2])*IN_rate)*1000;//差
        bias_d = ((GET_AD_MEAN[0] + GET_AD_MEAN[3])*OUT_rate + absq(GET_AD_MEAN[1], GET_AD_MEAN[2])*OTHER_rate)*100;//求和
        bias = bias_n * 1.0/ bias_d;
        lcd_showstr(0,5,"bias:");
        lcd_showfloat(50,5,bias,3,2);
}
/******返回两个数的差的绝对值******/
uint32 absq(int32 a,int32 b)
{
    if(a >= b) return a-b;
    else return b-a;
}

舵机位置式PID

/*************************
 * AD_cal();
 *控制舵机达到指定位置483-603
 *      -60    ----     60
 * 将舵机中值看为0
 * P输出:
 * P输出 =Kp * 本次误差
 * D输出 =Kd (本次误差-2上次误差+上次误差)
 * 得到的AD_out一定要加上舵机中值占空比后在控制舵机
 * **********************/
void AD_cal()
{
    AD_pid.sum_error =bias*1.9/(OUT_rate+IN_rate);

    AD_out = AD_pid.K_p * AD_pid.sum_error + AD_pid.K_d * (AD_pid.sum_error-AD_pid.last_error);
    AD_pid.last_error =  AD_pid.sum_error;
    
    printf("AD_out:%f\n",AD_out);
    lcd_showstr(0,6,"AD:");
    lcd_showfloat(30,6,AD_out,3,2);
    
    if(AD_out > AD_limit)            AD_out =  AD_limit;
  else if(AD_out < -AD_limit)        AD_out = -AD_limit;
    AD_out+=STEER_MIDDLE;
    steer_duty(AD_out);
}

以上便是我最近对于电磁PID的一个学习。

在做完速度环PID和舵机PID后,我的小车已经可以简单循迹和跑起来啦

灰常开心,嘿嘿,但是仍需不断的优化和改进方案。在后续的时间里,我会着手于元素判断,舵机PID的调参。继续努力,加油!!!