/** * @file sys/config.h * @brief 系统服务与平台支持源文件 * @note 本文件仅补充 Doxygen 文档注释，不改变代码逻辑。 */ #ifndef __CONFIG_H #define __CONFIG_H #include "gd32c10x_eval.h" #include // 如果使用 CMSIS DSP 库，需要定义 ARM_MATH_CM4 #define ARM_MATH_CM4 #define EEP_DEBUG 0 #define OTA_DEBUG 0 #define SLEEP_DEBUG 0 #define ANG_SENS_DEBUG 0 #define CAN_DEBUG 0 #define MAIN_DEBUG 0 #define FOC_DEBUG 0 // 版本号定义 - 可根据实际项目进行调整 constexpr u16 SOFTWARE_VERSION_MAJOR = 26; constexpr u16 SOFTWARE_VERSION_MINOR = 8; constexpr u16 SOFTWARE_VERSION_PATCH = 16; constexpr u16 SOFTWARE_VERSION_BUILD = 7; constexpr u16 HARDWARE_VERSION_MAJOR = 25; constexpr u16 HARDWARE_VERSION_MINOR = 12; constexpr u16 HARDWARE_VERSION_PATCH = 01; constexpr u16 HARDWARE_VERSION_BUILD = 0; constexpr u16 BOOT_VERSION_MAJOR = 26; constexpr u16 BOOT_VERSION_MINOR = 1; constexpr u16 BOOT_VERSION_PATCH = 12; constexpr u16 BOOT_VERSION_BUILD = 0; // 编译时间（AC6 编译器自动生成） #define APP_BUILD_DATE __DATE__ #define APP_BUILD_TIME __TIME__ // Flash 分区配置 constexpr u32 BOOTLOADER_SIZE = 0x6000; // 24KB constexpr u32 BOOTLOADER_START_ADDR = 0x08000000; // BOOT 起始地址 constexpr u32 APPLATEST_START_ADDR = 0x08012000; // APP 起始地址 constexpr u32 APPBACK_START_ADDR = 0x08006000; // APPBACK 起始地址 constexpr u32 APP_MAX_SIZE = 0xC000; // 48KB constexpr u32 FMC_PAGE_SIZE = 0x400; // 1KB constexpr u32 SLEEP_CONFIG_START = 0x0801E400; // 睡眠配置起始地址 constexpr u32 SLEEP_CONFIG_END = 0x0801E800; // 睡眠配置结束地址 constexpr u32 FLASH_EMPTY = 0xFFFFFFFF; // 空数据 constexpr u32 SLEEP_ENABLE = 0x11111111; // 睡眠使能 constexpr u32 SLEEP_DISABLE = 0x00000000; // 睡眠禁止 // 节点 ID 配置 (用于多电机 CAN 总线隔离) // 使用 CAN ID 高 16 位 (bits 31-16) 存储节点 ID，低 16 位 (bits 15-0) 存储基础 ID // 格式：[节点 ID(16 位)][基础 ID(16 位)]，例如：node_id=1, base_id=0x0200 → 0x00010200 // // 节点 ID 存储方案： // - 使用独立 Flash 页 (NODE_ID_PAGE_ADDR) 存储节点 ID，与EEPROM完全隔离 // - 采用双重备份机制 (主备份 + 备用备份) // - 使用魔数 (NODE_ID_MAGIC) 验证数据有效性，防止位翻转导致错读 // - 使用写入计数器区分最新数据 constexpr u32 NODE_ID_PAGE_ADDR = 0x0801E800; // 节点 ID 存储页 (1KB，独立区域) constexpr u32 NODE_ID_PRIMARY_ADDR = 0x0801E800; // 主存储地址 constexpr u32 NODE_ID_BACKUP_ADDR = 0x0801E840; // 备份存储地址 (偏移64字节) constexpr u32 NODE_ID_MAGIC = 0x4E4F4445; // 魔数 'NODE' 用于验证数据有效性 constexpr u16 DEFAULT_NODE_ID = 1; // 默认节点 ID constexpr u16 BROADCAST_NODE_ID = 0x1FFF; // 广播 ID (所有节点响应) constexpr u16 MAX_NODE_ID = 0x1FFE; // 最大有效节点 ID (0~0x1FFE) constexpr u16 SETTABLE_NODE_ID_MAX = 0x00FF; // SET_NODE_ID 命令允许设置的上限 (1~0xFF) // 节点 ID 存储结构 (存储在Flash中的格式) // 地址偏移 0x00: 魔数 (0x4E4F4445 = 'NODE') // 地址偏移 0x04: 节点 ID (u16) // 地址偏移 0x06: 保留 (u16，填充为0xFFFF) // 地址偏移 0x08: 写入计数器 (u32，用于区分最新数据) // 地址偏移 0x0C: CRC32 校验 (u32) constexpr u8 NODE_ID_STRUCT_SIZE = 0x10; // 结构体大小 16 字节 constexpr u8 NODE_ID_MAGIC_OFFSET = 0x00; // 魔数偏移 constexpr u8 NODE_ID_VALUE_OFFSET = 0x04; // 节点ID值偏移 constexpr u8 NODE_ID_COUNTER_OFFSET = 0x08; // 写入计数器偏移 constexpr u8 NODE_ID_CRC_OFFSET = 0x0C; // CRC偏移 // BOOT 相关 // 版图/页大小核验：以下 6 个 OTA 标志位共处 0x0801E000 所在的 1KB Flash 页。 // OTA_SET 会整页擦除该页，故必须保证 FMC 页大小为 1KB(0x400)，否则会连带擦除 // 相邻的 SLEEP_CONFIG(0x0801E400)/NODE_ID(0x0801E800)。GD32C103CB 实测页大小为 // 1KB（睡眠/节点 ID/EEPROM 分居相邻 1KB 页且互不影响即为佐证），与 FMC_PAGE_SIZE 一致。 constexpr u32 OTA_CONFIG_NUM = 6; constexpr u32 n_APP_LATEST_AVAL_ADDR = 0x0801E000; // 最新 APP 可用地址 constexpr u32 n_APP_BACKUP_AVAL_ADDR = 0x0801E004; // 备份 APP 可用地址 constexpr u32 n_APP_LATEST_EN_ADDR = 0x0801E008; // 最新 APP 激活 constexpr u32 n_APP_BACKUP_EN_ADDR = 0x0801E00C; // 备份 APP 激活 constexpr u32 n_APP_LATEST_CHECK_ADDR = 0x0801E010; // 最新 APP 校验 constexpr u32 n_APP_BACKUP_CHECK_ADDR = 0x0801E014; // 备份 APP 校验 constexpr u32 OTA_NOT_AVAL = 0xFFFFFFFF; constexpr u32 OTA_AVAL = 0x00000000; // 全零表示可用 // 参数配置 constexpr u8 PP = 11; constexpr float DIR = 1.0f; // 默认方向：-1.0f 反转，1.0f 正转 constexpr u16 REDUCTION_RATIO = 25; constexpr float CURRENT_OFFSET = -3.31f / 2.0f; // 当前电流传感器的零点偏移 constexpr float HOLD_PWM_DUTY = 0.1f; constexpr u16 ANGLESENS_OFFSET = 0; constexpr float ANGLESENS_CALIBRATION_ANGLE = 83.0f; // 电角度零位校准：施加的对齐占空比与稳定等待时间 constexpr float ALIGN_PWM_DUTY = 0.25f; constexpr u32 ALIGN_SETTLE_MS = 1000; constexpr float CALIB_MAX_SPEED = 5.0f; // 输出级速度阈值(deg/s)，超过则拒绝校准 constexpr float KE_FACTOR = 0.0f; // 角度/速度 α-β 观测器参数 constexpr float ANGLE_KALMAN_INITIAL_STATE = 0.0f; constexpr float ANGLE_KALMAN_INITIAL_COVARIANCE = 0.0f; constexpr float ANGLE_KALMAN_PROCESS_NOISE_Q = 0.0f; constexpr float ANGLE_KALMAN_MEASUREMENT_NOISE_R = 0.0f; constexpr float ANGLE_OBSERVER_ALPHA = 0.75f; // 角度校正增益，越大越跟测量 constexpr float ANGLE_OBSERVER_BETA = 0.002f; // 速度校正增益，原0.001微调至0.002 // 旧速度 Kalman 参数保留用于接口兼容；主速度输出现在直接来自 α-β 观测器 constexpr float VELOCITY_KALMAN_INITIAL_STATE = 0.0f; constexpr float VELOCITY_KALMAN_INITIAL_COVARIANCE = 1e-3f; constexpr float VELOCITY_KALMAN_PROCESS_NOISE_Q = 5e-4f; // 略增大，减少拖尾 constexpr float VELOCITY_KALMAN_MEASUREMENT_NOISE_R = 0.05f; // 明显小于旧值，避免压得太死 // 电流卡尔曼滤波器参数 constexpr float CURRENT_KALMAN_INITIAL_STATE = 0.0f; constexpr float CURRENT_KALMAN_INITIAL_COVARIANCE = 100.0f; // 增大初始协方差 constexpr float CURRENT_KALMAN_PROCESS_NOISE_Q = 10.0f; // 降低过程噪声 constexpr float CURRENT_KALMAN_MEASUREMENT_NOISE_R = 5e-5f; // 增大测量噪声 // PID 配置 constexpr float DEFAULT_current_loop_p = 0.1f / 100 * 12; // 电流 P constexpr float current_loop_Ki = 0.55f; // 电流 P constexpr float current_loop_Kd = 3e-4f; // 电流 P constexpr float DEFAULT_vel_loop_p = 0.005f / 100 * 12; // 速度 P constexpr float vel_loop_Ku = 3.600000e-03 * 0.7 * 100 / 12; constexpr float vel_loop_Tu = 17.0f * 1e-3f; constexpr float vel_loop_Ki = 1.2 * vel_loop_Ku / vel_loop_Tu; constexpr float vel_loop_Kd = 0.075 * vel_loop_Ku * vel_loop_Tu * 2; // mode2 角度同步 Uq 前馈补偿：固定 Uq 下的真实速度波动不应从反馈中滤掉， // 而应按物理 360° 提前补偿负载/阻力差异，降低速度 PID 的周期性纠偏量。 constexpr bool MODE2_UQ_FF_ENABLE = true; constexpr bool MODE2_UQ_FF_LEARN_ENABLE = true; constexpr u16 MODE2_UQ_FF_TABLE_SIZE = 180; constexpr float MODE2_UQ_FF_LEARN_ALPHA = 0.01f; // 越小越慢，避免误学瞬态 constexpr float MODE2_UQ_FF_MIN_TARGET = 1.5f; // 目标速度过低时不学习 constexpr float MODE2_UQ_FF_GAIN = 0.003f; // 速度误差(deg/s)到前馈电压(V)的学习比例 constexpr float MODE2_UQ_FF_MAX = 3.5f; // 前馈补偿电压限幅(V) constexpr float MODE2_UQ_FF_STOP_SPEED = 2.0f; // 目标/实际速度低于该值时不输出前馈 constexpr float MODE2_UQ_FF_BRAKE_ERR = 3.0f; // 明显超速/刹车时不输出前馈，单位同 velocity_error // mode3 角度同步 Uq 前馈补偿：单独建表，避免和 mode2 互相污染。 constexpr bool MODE3_UQ_FF_ENABLE = true; constexpr bool MODE3_UQ_FF_LEARN_ENABLE = true; constexpr u16 MODE3_UQ_FF_TABLE_SIZE = 180; constexpr float MODE3_UQ_FF_LEARN_ALPHA = 0.01f; constexpr float MODE3_UQ_FF_MIN_TARGET = 2.5f; // mode3 内部目标速度过低时不学习 constexpr float MODE3_UQ_FF_GAIN = 0.3f; // mode3 速度误差未乘减速比，故增益独立于 mode2 constexpr float MODE3_UQ_FF_MAX = 3.5f; constexpr float MODE3_UQ_FF_STOP_SPEED = 2.0f; // mode3 内部目标/实际速度低于该值时不输出前馈 constexpr float MODE3_UQ_FF_BRAKE_ERR = 3.0f; // 明显超速/刹车时不输出前馈，单位同 velocity_error constexpr float DEFAULT_vel_angloop_p = 0.4f / 100; // 速度速度 - 角度 P constexpr float vel_angloop_Ki = 5.0f; // 速度速度 - 角度 I constexpr float vel_angloop_Kd = 5e-05f; // 速度速度 - 角度 D // mode3 低速/静止附近速度 P 降低，减少速度反馈噪声、齿槽和摩擦导致的来回拉扯。 constexpr bool MODE3_LOW_SPEED_P_SCALE_ENABLE = true; constexpr float MODE3_LOW_SPEED_P_MIN_SCALE = 0.2f; constexpr float MODE3_LOW_SPEED_P_LOW = 1.0f; constexpr float MODE3_LOW_SPEED_P_FULL = 5.0f; constexpr float DEFAULT_angle_angloop_p = 150.0f / 100 * 12; // 角度速度 - 角度 P constexpr float ang_angloop_Ki = 0.00f; // 角度速度 - 角度 I constexpr float ang_angloop_Kd = 8e-04f; // 角度速度 - 角度 D constexpr float DEFAULT_angle_loop_p = 60.0f / 100 * 12; // 角度 P constexpr float DEFAULT_angle_MIT_p = 100.0f / 100 * 12; // 角度 MIT P constexpr float angle_MIT_Ki = 0.0f; constexpr float angle_MIT_Kd = 8e-04f; constexpr float DEFAULT_vel_MIT_p = 5.0f / 100; // 速度 MIT P constexpr float vel_MIT_Ki = 15.0f; constexpr float vel_MIT_Kd = 1e-04f; constexpr float DEFAULT_current_MIT_p = 0.2f / 100 * 12; // 电流 MIT P constexpr float current_MIT_Ki = 0.1f; constexpr float current_MIT_Kd = 3e-4f; // 常量定义 constexpr u8 SIZE_FLOAT = sizeof(float); constexpr u8 SIZE_U32 = sizeof(uint32_t); constexpr float ADC_MAX = 65536.0f; constexpr float PI = 3.14159265358979323846f; constexpr float INV_PI_3 = 3.0f / PI; constexpr float PI_3 = PI / 3.0f; constexpr float _1_SQRT3 = 0.57735026919f; // 1/sqrt(3) constexpr float _3PI_2 = 4.71238898038f; constexpr float SQRT3 = 1.7320508075688772f; constexpr float SQRT3DV2 = 0.8660254037844386f; // sqrt(3)/2 constexpr float COS_PI_3 = 0.5f; constexpr float ANGLE_FACTOR = 25.0f / 180.0f * PI; constexpr float DEG2RAD = 1.0f / 180.0f * PI; constexpr float RAD2DEG = 180.0f / PI; // 修正 RAD2DEG 定义，应该是 180/π constexpr u8 DEFAULT_VALUE = 0; constexpr u8 CONFIG_SAVED_NUM = 6; // 三角函数快速计算 LUT constexpr u16 LUT_SIZE = 1024; constexpr u16 LUT_MASK = (LUT_SIZE - 1); constexpr u16 LUT_SCALE = (LUT_SIZE / (2.0f * PI)); // CAN 相关 // 注意：以下为 CAN 基础 ID（只保留低 16 位），实际发送/接收时会自动叠加节点 ID // 到高 16 位格式：[节点 ID(16 位)][基础 ID(16 位)] 例如：节点 ID=1，发送命令 // ID = (1 << 16) | CANFD_CMD_ID = 0x00010200 constexpr u16 DEV_CAN0_ID = 0x0000; constexpr u16 DEV_CAN0_MASK = 0x0000; constexpr u16 DEV_CAN_LOOPBACK_ID = 0x0000; // 反馈基础 ID constexpr u16 CANFD_STATUS_ID = 0x0100; // 状态反馈基础 ID constexpr u16 CANFD_CONFIG_ID = 0x0101; // 配置信息基础 ID constexpr u16 CANFD_VERSION_ID = 0x00FF; // 版本信息基础 ID // 命令基础 ID constexpr u16 CANFD_CMD_ID = 0x0200; // 控制命令基础 ID constexpr u16 CANFD_RESET_ID = 0x0301; // 重置命令基础 ID // 节点 ID 管理基础 ID constexpr u16 CANFD_SET_NODE_ID = 0x0400; // 设置节点 ID 基础 ID constexpr u16 CANFD_GET_NODE_ID = 0x0401; // 查询节点 ID 基础 ID // OTA 相关基础 ID 不受到node ID影响 constexpr u16 CANFD_BOOT_ID = 0x0000; // BOOT 模式基础 ID (进入 BOOT 使用此 ID) constexpr u16 CANFD_OTA_REQ_ID = 0x0100; // OTA 请求基础 ID constexpr u16 CANFD_OTA_DATA_ID = 0x0101; // OTA 数据基础 ID constexpr u16 CANFD_OTA_ACK_ID = 0x0102; // OTA 确认基础 ID constexpr u16 CANFD_OTA_WAIT_ID = 0x0103; // OTA 等待基础 ID // ADC constexpr u8 ADC_FILTER_SIZE = 6; constexpr u8 BLOCK_SIZE = ADC_FILTER_SIZE * SIZE_FLOAT; constexpr float ERROR_ADC_VAL = 255.0f; constexpr float MAX_TEMP = 150.0f; constexpr float MIN_TEMP = -40.0f; constexpr float MAX_CURRENT = 40.0f; constexpr float MIN_CURRENT = -40.0f; constexpr float MAX_VCC = 65.0f; constexpr float MIN_VCC = -0.1f; // ang_sensor constexpr u16 VEL_FILTER_SIZE = 4; constexpr u16 DEFAULT_COMMAND = 0x0000; constexpr u16 FAULT_RECEIVE = 0xFFFF; constexpr float ANGLE_WRAP_THRESHOLD = 300.0f; constexpr float ANGLE_WRAP_VALUE = 360.0f; constexpr float RAD_FACTOR = 1.0f / ADC_MAX * 2.0f * PI; constexpr float ANGLESENS_FACTOR = 1.0f / ADC_MAX * 360.0f; // TIMER2-任务调度 constexpr int TIMER2_PRESCALER = 119; // 120MHz / 120 = 1MHz constexpr int TIMER2_PERIOD = 49; // 1 / 1MHz * 50 = 50us constexpr int MOTOR_PERIOD = 1; // 控制每50us执行一次，无分频 constexpr float TIME_SLICE = (TIMER2_PERIOD + 1) * (TIMER2_PRESCALER + 1) / 120000000.0f; // 周期 constexpr float TIMER2_FREQUENCY = 1 / TIME_SLICE; // 频率 constexpr float MOTOR_FREQUENCY = 1 / TIME_SLICE / MOTOR_PERIOD; // 频率 // TIMER1-PWM constexpr int TIMER1_PRESCALER = 0; // 不分频，计数器时钟为 120MHz constexpr int TIMER1_PERIOD = 2999; // 120MHz / (0+1) / (2999+1) = 40kHz计数, 中心对齐实际PWM 20kHz constexpr int TIMER1_DEFAULT_PULSE = 0; constexpr int TIMER1_CH3_COMPARE_VALUE = (TIMER1_PERIOD + 1) * 0.41 - 1; // PWM 周期 41% 位置触发ADC采样 // 齿槽转矩补偿 constexpr u16 COGGING_TABLE_SIZE = 128; // 每电周期采样点数 constexpr float COGGING_COMP_SCALE = 0.005f; // 补偿换算系数 V/mA，40mA × 0.005 = 0.2V // 电压检测参数（基于跌幅检测，不依赖固定额定电压） // 快速检测层（fast_voltage_check，100us周期）： // - 使用峰值检测算法跟踪当前额定电压（vbus_reference） // - 当电压相对于基准电压下跌超过 VBUS_DROP_THRESHOLD → 关机 // - 当电压低于绝对下限 VBUS_ABSOLUTE_MIN → 关机 // 慢速管理层（power_manage，~10ms周期）： // - 执行Flash保存 // - 状态恢复判断（电压恢复到基准电压的90%以上） constexpr float VBUS_DROP_THRESHOLD = 5.0f; // 电压跌幅阈值 (V) constexpr float VBUS_ABSOLUTE_MIN = 12.0f; // 绝对最低电压 (V) constexpr u32 VBUS_DEBOUNCE_COUNT = 5; // 快速检测：防抖计数 (5次×100us = 500us) constexpr float VBUS_RECOVERY_RATIO = 0.9f; // 恢复比例（基准电压的90%） #endif