docs(config): 新增软件和硬件版本号定义

- 定义SOFTWARE_VERSION 26.1.19.1
- 定义HARDWARE_VERSION 25.12.01.0
- 定义BOOT_VERSION 26.1.12.0

feat(motor-control): 实现FOC控制算法速度环优化

refactor(can-protocol): 升级CANFD通信协议支持版本管理
- 实现版本号管理和CANFD_VERSION_ID协议
- 扩展CMD_ID消息解析支持PID参数动态配置
- 添加版本管理器实例并实现版本信息发送功能
- 优化CANFD异步发送数据长度判断逻辑

fix(angle-sensor): 修正角度传感器方向和偏移校准
- 添加ANGLESENS_OFFSET补偿参数
- 反转角度传感器读数方向(DIR = -1.0f)
- 在角度计算中应用负向因子和偏移量

chore(memory-layout): 调整Flash存储布局和版本配置
- 扩展BOOTLOADER_SIZE从16KB到24KB
- 更新APPLATEST_START_ADDR和APPBACK_START_ADDR偏移
- 重新分配OTA配置参数存储区域
- 增加EEP_DEBUG调试开关

refactor(pid-controller): 增强PID控制器功能接口
- 添加set_P_percent方法支持百分比参数设置
- 格式化PID计算代码提升可读性
- 保留积分和微分环节的约束保护机制
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2026-01-20 01:28:52 +08:00
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commit c0b5f6902b
13 changed files with 393 additions and 109 deletions
+12 -10
View File
@@ -9,12 +9,14 @@
#include <arm_math.h>
#include <cmath>
#include <gd32c10x.h>
#include "Filter.h"
#include <stdint.h>
FOC_Controlroller FOC; // FOC控制初始化
extern sampler sampler;
extern angle_sensor KTH7823;
extern CAN_transmiter CAN0_transmiter;
extern EncoderVelocityKalman Vel_kalman; // 速度滤波
// 初始变量及函数定义
#define _constrain(amt, low, high) \
@@ -54,7 +56,7 @@ inline float FOC_Controlroller::cal_Iq_Id(float current_a, float current_b,
I_q = I_beta * cos_el - I_alpha * sin_el;
// arm_park_f32(I_alpha, I_beta, &I_d, &I_q, sin_el, cos_el);
return I_q * 1000.0f; // 返回Iq值,乘以1000以转换为mA
return I_q * 1000.0f - KE_FACTOR * rt_velocity; // 返回Iq值,乘以1000以转换为mA
}
/**
@@ -156,17 +158,17 @@ void FOC_Controlroller::update_power(void) {
*/
float FOC_Controlroller::velocity_open_loop() {
// 通过时间间隔和目标速度计算需要转动的机械角度,存储在shaft_angle中,在此之前,还需要对轴角度归一化
// 预计算常量 1e-4 = 100微秒控制周期
shaft_angle = _normalizeAngle(shaft_angle + target_velocity * ANGLE_FACTOR *
1.0 / TIMER2_FREQUENCY);
shaft_angle = _normalizeAngle(shaft_angle +
target_velocity * ANGLE_FACTOR *
REDUCTION_RATIO * 1.0 / TIMER2_FREQUENCY);
// 因为在开环控制中,Ud始终为0,只控制Uq
const float Uq = voltage_power_supply / 2.0f;
setPhaseVoltage(Uq, 0.0f);
// CAN0_transmiter.testfloat_union.f =
cal_Iq_Id(sampler.get_current('U'), sampler.get_current('V'),
sampler.get_current('W'));
CAN0_transmiter.testfloat_union.f = shaft_angle;
// cal_Iq_Id(sampler.get_current('U'), sampler.get_current('V'),
// sampler.get_current('W'));
return limit_voltage;
}
@@ -221,8 +223,8 @@ float FOC_Controlroller::angle_control_with_velocity_limit() {
_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;
float Uq = vel_inVelAngloop(rt_velocity - target_velocity);
CAN0_transmiter.testfloat_union.f = shaft_angle;
// 获取电机轴角度
shaft_angle = KTH7823.getcurrent_sensorangle();
@@ -241,7 +243,7 @@ float FOC_Controlroller::angle_control_with_velocity_limit() {
*/
float FOC_Controlroller::velocity_control() {
// PID 控制计算
float Uq = vel_loop((target_velocity - rt_velocity) * 25);
float Uq = vel_loop((rt_velocity - target_velocity) * 25);
// 获取电机轴角度
shaft_angle = KTH7823.getcurrent_sensorangle();
+11 -13
View File
@@ -37,24 +37,23 @@ class FOC_Controlroller {
void resume(void);
void drv_stop(void);
float drv_hold(void);
PIDController vel_loop = PIDController{
vel_loop_p * 100, 0.20f, 5e-5, 1000000, voltage_power_supply}; // 12V
PIDController angle_loop =
PIDController{angle_loop_p * 100, 100.0f, 0.2f, 10000000,
voltage_power_supply}; // 12V
PIDController current_loop = PIDController{
current_loop_p * 100, 5e-7f, 7e-8, 500, 24}; // 12V
PIDController vel_inVelAngloop = PIDController{
vel_angloop_p * 100, 3.0f, 5e-4, 1000000, voltage_power_supply};
PIDController ang_inVelAngloop =
PIDController{ang_angloop_p * 100, 0.0f, 5e-4, 1000000, 999};
protected:
float shaft_angle = 0;
float Ualpha, Ubeta = 0;
float zero_electric_angle = 0;
float v_half = voltage_power_supply * 0.5f; // 电源电压的一半
PIDController vel_loop =
PIDController{0.01f, 0.20f, 5e-5, 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{0.12f, 3.0f, 5e-4, 1000000, voltage_power_supply};
PIDController ang_inVelAngloop =
PIDController{100.0f, 0.0f, 5e-4, 1000000, 999};
void setPhaseVoltage(float Uq, float Ud);
float cal_Iq_Id(float current_a, float current_b, float current_c);
};
@@ -65,5 +64,4 @@ typedef float (FOC_Controlroller::*FOCFunctionPtr)(void);
inline float _normalizeAngle(float angle);
inline float _electricalAngle();
#endif
+20 -10
View File
@@ -18,25 +18,27 @@ PIDController::PIDController(float P, float I, float D, float ramp, float limit)
float PIDController::operator()(float error) {
// P环
float proportional = P * error;
// Tustin 散点积分(I环)
// 添加积分限幅,防止积分饱和
float integral = integral_prev + I * TIME_SLICE * 0.5f * (error + error_prev);
float integral =
integral_prev + I * TIME_SLICE * 0.5f * (error + error_prev);
integral = _constrain(integral, -limit, limit);
// D环(微分环节)
float derivative = D * (error - error_prev) / TIME_SLICE;
// 将P,I,D三环的计算值加起来
float output = proportional + integral + derivative;
output = _constrain(output, -limit, limit);
// 输出斜坡限制
// 简化的斜坡限制(单行逻辑)
if (output_ramp > 0) {
float max_delta = output_ramp * TIME_SLICE;
output = output_prev + fmaxf(-max_delta, fminf(max_delta, output - output_prev));
}
// 简化的斜坡限制(单行逻辑)
if (output_ramp > 0) {
float max_delta = output_ramp * TIME_SLICE;
output = output_prev +
fmaxf(-max_delta, fminf(max_delta, output - output_prev));
}
// 保存值(为了下一次循环)
integral_prev = integral;
output_prev = output;
@@ -57,4 +59,12 @@ void PIDController::set_PID(float P, float I, float D) {
this->P = P;
this->I = I;
this->D = D;
}
}
/**
* @brief 设置P参数
*
* @param P: P参数
* @return void
*/
void PIDController::set_P_percent(float pp) { this->P = pp; }
+1
View File
@@ -9,6 +9,7 @@ public:
float operator() (float error);
void set_PID(float P, float I, float D);
void set_P_percent(float pp);
float P; //!< 比例增益(P环增益)
float I; //!< 积分增益(I环增益)