Compare commits
1
Commits
| Author | SHA1 | Date | |
|---|---|---|---|
|
|
be4cf10d7e |
@@ -11,30 +11,17 @@ skinparam state {
|
|||||||
|
|
||||||
state Initialization
|
state Initialization
|
||||||
Initialization : Entry / Stop motor
|
Initialization : Entry / Stop motor
|
||||||
Initialization : Do / Initialize internal parameters
|
Initialization : Entry / Initialize internal parameters
|
||||||
Initialization : Do / Reset speed measurement
|
Initialization : Entry / Reset speed measurement
|
||||||
Initialization : Do / Wait 2 seconds
|
Initialization : Do / Wait 2 seconds
|
||||||
Initialization : Exit / Send Boot-up message
|
Initialization : Exit / Send Boot-up message
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
state Operational
|
state Operational
|
||||||
Operational : Entry / LED on
|
Operational : Entry / LED on
|
||||||
Operational : Do / Run speed controller
|
Operational : Do / Run speed controller
|
||||||
Operational : Exit / Stop motor and LED off
|
Operational : Exit / Stop motor and LED off
|
||||||
|
|
||||||
state Stopped
|
|
||||||
Stopped : Entry / Stop motor
|
|
||||||
Stopped : Do / Blink LED at 2 Hz
|
|
||||||
Stopped : Exit / LED off
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
Initialization --> Operational : initialization\n complete
|
Initialization --> Operational : initialization\n complete
|
||||||
Operational --> Initialization : reset
|
Operational --> Initialization : reset
|
||||||
Operational --> Stopped : fault detected
|
|
||||||
|
|
||||||
Stopped --> Initialization : reset
|
|
||||||
Stopped --> Operational : set operational
|
|
||||||
|
|
||||||
@enduml
|
@enduml
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,18 +0,0 @@
|
|||||||
#ifndef CONTROLLER_H
|
|
||||||
#define CONTROLLER_H
|
|
||||||
|
|
||||||
class Controller
|
|
||||||
{
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
virtual ~Controller()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
virtual double update(double ref, double actual) = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
virtual void reset()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
}
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
@@ -7,7 +7,7 @@
|
|||||||
class InitializationState : public State
|
class InitializationState : public State
|
||||||
{
|
{
|
||||||
private:
|
private:
|
||||||
static const unsigned long WAIT_MS = 2000UL;
|
static const unsigned long WAIT_MS = 2000;
|
||||||
|
|
||||||
unsigned long enter_time_ms = 0;
|
unsigned long enter_time_ms = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -3,9 +3,7 @@
|
|||||||
|
|
||||||
#include "rotary_encoder_driver.h"
|
#include "rotary_encoder_driver.h"
|
||||||
#include "motor_driver.h"
|
#include "motor_driver.h"
|
||||||
//#include "p_controller.h"
|
#include "p_controller.h"
|
||||||
//#include "pi_controller.h"
|
|
||||||
#include "controller.h"
|
|
||||||
#include "digital_out.h"
|
#include "digital_out.h"
|
||||||
|
|
||||||
class State;
|
class State;
|
||||||
@@ -22,13 +20,10 @@ private:
|
|||||||
|
|
||||||
State& initialization_state;
|
State& initialization_state;
|
||||||
State& operational_state;
|
State& operational_state;
|
||||||
State& stopped_state;
|
|
||||||
|
|
||||||
RotaryEncoderDriver& encoder;
|
RotaryEncoderDriver& encoder;
|
||||||
MotorDriver& motor;
|
MotorDriver& motor;
|
||||||
//P_controller& controller;
|
P_controller& controller;
|
||||||
//PI_controller& controller;
|
|
||||||
Controller& controller;
|
|
||||||
|
|
||||||
Digital_out led;
|
Digital_out led;
|
||||||
|
|
||||||
@@ -39,21 +34,12 @@ public:
|
|||||||
MotorController(
|
MotorController(
|
||||||
RotaryEncoderDriver& encoder,
|
RotaryEncoderDriver& encoder,
|
||||||
MotorDriver& motor,
|
MotorDriver& motor,
|
||||||
//P_controller& controller,
|
P_controller& controller,
|
||||||
Controller& controller,
|
|
||||||
State& initialization,
|
State& initialization,
|
||||||
State& operational,
|
State& operational
|
||||||
State& stopped
|
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// void set_states(
|
|
||||||
// State* initialization,
|
|
||||||
// State* operational,
|
|
||||||
// State* stopped
|
|
||||||
// );
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void begin();
|
void begin();
|
||||||
|
|
||||||
void update();
|
void update();
|
||||||
@@ -67,10 +53,6 @@ public:
|
|||||||
|
|
||||||
void to_operational();
|
void to_operational();
|
||||||
|
|
||||||
void to_stopped();
|
|
||||||
|
|
||||||
bool fault_active();
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void run_speed_controller();
|
void run_speed_controller();
|
||||||
|
|
||||||
@@ -78,17 +60,9 @@ public:
|
|||||||
|
|
||||||
void reset_speed_measurement();
|
void reset_speed_measurement();
|
||||||
|
|
||||||
void reset_controller();
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void led_on();
|
void led_on();
|
||||||
|
|
||||||
void led_off();
|
void led_off();
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
|
|||||||
@@ -9,14 +9,10 @@ public:
|
|||||||
void begin();
|
void begin();
|
||||||
|
|
||||||
void forward();
|
void forward();
|
||||||
|
|
||||||
void reverse();
|
void reverse();
|
||||||
|
|
||||||
void stop();
|
void stop();
|
||||||
|
|
||||||
void set(double pwm);
|
void set(double pwm);
|
||||||
|
|
||||||
bool fault_active(); // Fault detection for part 2
|
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
@@ -1,9 +1,7 @@
|
|||||||
#ifndef P_CONTROLLER_H
|
#ifndef P_CONTROLLER_H
|
||||||
#define P_CONTROLLER_H
|
#define P_CONTROLLER_H
|
||||||
|
|
||||||
#include "controller.h"
|
class P_controller
|
||||||
|
|
||||||
class P_controller : public Controller
|
|
||||||
{
|
{
|
||||||
private:
|
private:
|
||||||
double Kp;
|
double Kp;
|
||||||
@@ -11,10 +9,7 @@ private:
|
|||||||
public:
|
public:
|
||||||
P_controller(double Kp);
|
P_controller(double Kp);
|
||||||
|
|
||||||
double update(double ref, double actual) override;
|
double update(double ref, double actual);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
@@ -1,27 +0,0 @@
|
|||||||
#ifndef PI_CONTROLLER_H
|
|
||||||
#define PI_CONTROLLER_H
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "controller.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
class PI_controller : public Controller
|
|
||||||
{
|
|
||||||
private:
|
|
||||||
double Kp;
|
|
||||||
double Ti;
|
|
||||||
double T;
|
|
||||||
|
|
||||||
double integral;
|
|
||||||
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
PI_controller(
|
|
||||||
double Kp,
|
|
||||||
double Ti,
|
|
||||||
double T
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
double update(double ref, double actual) override;
|
|
||||||
|
|
||||||
void reset() override;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
@@ -1,25 +0,0 @@
|
|||||||
#ifndef STOPPED_STATE_H
|
|
||||||
#define STOPPED_STATE_H
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "state.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
class StoppedState : public State
|
|
||||||
{
|
|
||||||
private:
|
|
||||||
unsigned long previous_time; // Used for blinking LED
|
|
||||||
bool led_state; // Ditto
|
|
||||||
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
StoppedState();
|
|
||||||
|
|
||||||
void enter() override;
|
|
||||||
|
|
||||||
void update() override;
|
|
||||||
|
|
||||||
void command(char c) override;
|
|
||||||
|
|
||||||
void exit() override;
|
|
||||||
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
+1
-2
@@ -14,5 +14,4 @@ board = nanoatmega328new
|
|||||||
framework = arduino
|
framework = arduino
|
||||||
|
|
||||||
monitor_speed = 115200
|
monitor_speed = 115200
|
||||||
test_framework = unity
|
|
||||||
test_build_src = yes
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -15,10 +15,7 @@ void InitializationState::enter()
|
|||||||
|
|
||||||
context->reset_speed_measurement();
|
context->reset_speed_measurement();
|
||||||
|
|
||||||
context->reset_controller();
|
|
||||||
|
|
||||||
enter_time_ms = millis();
|
enter_time_ms = millis();
|
||||||
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
+4
-20
@@ -3,35 +3,27 @@
|
|||||||
|
|
||||||
#include "rotary_encoder_driver.h"
|
#include "rotary_encoder_driver.h"
|
||||||
#include "motor_driver.h"
|
#include "motor_driver.h"
|
||||||
//#include "p_controller.h"
|
#include "p_controller.h"
|
||||||
#include "pi_controller.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "motor_controller.h"
|
#include "motor_controller.h"
|
||||||
|
|
||||||
#include "initialization_state.h"
|
#include "initialization_state.h"
|
||||||
#include "operational_state.h"
|
#include "operational_state.h"
|
||||||
#include "stopped_state.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
RotaryEncoderDriver encoder;
|
RotaryEncoderDriver encoder;
|
||||||
|
|
||||||
MotorDriver motor;
|
MotorDriver motor;
|
||||||
|
|
||||||
//const double KP = 12.5;
|
const double KP = 12.5;
|
||||||
|
|
||||||
//P_controller controller(KP);
|
P_controller controller(KP);
|
||||||
|
|
||||||
PI_controller controller(
|
|
||||||
12.5, // Kp
|
|
||||||
1.0, // Ti
|
|
||||||
0.004 // T = 4 ms
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
InitializationState initialization_state;
|
InitializationState initialization_state;
|
||||||
|
|
||||||
OperationalState operational_state;
|
OperationalState operational_state;
|
||||||
|
|
||||||
StoppedState stopped_state;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Stöðurnar verða að vera skilgreindar á undan motor_controller
|
// Stöðurnar verða að vera skilgreindar á undan motor_controller
|
||||||
MotorController motor_controller(
|
MotorController motor_controller(
|
||||||
@@ -39,8 +31,7 @@ MotorController motor_controller(
|
|||||||
motor,
|
motor,
|
||||||
controller,
|
controller,
|
||||||
initialization_state,
|
initialization_state,
|
||||||
operational_state,
|
operational_state
|
||||||
stopped_state
|
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
@@ -60,13 +51,6 @@ int main()
|
|||||||
sei();
|
sei();
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// motor_controller.set_states(
|
|
||||||
// &initialization_state,
|
|
||||||
// &operational_state,
|
|
||||||
// &stopped_state
|
|
||||||
// );
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
motor_controller.begin();
|
motor_controller.begin();
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -7,17 +7,13 @@
|
|||||||
MotorController::MotorController(
|
MotorController::MotorController(
|
||||||
RotaryEncoderDriver& encoder,
|
RotaryEncoderDriver& encoder,
|
||||||
MotorDriver& motor,
|
MotorDriver& motor,
|
||||||
//P_controller& controller,
|
P_controller& controller,
|
||||||
//PI_controller& controller;
|
|
||||||
Controller& controller,
|
|
||||||
State& initialization,
|
State& initialization,
|
||||||
State& operational,
|
State& operational
|
||||||
State& stopped
|
|
||||||
)
|
)
|
||||||
: current_state(nullptr),
|
: current_state(nullptr),
|
||||||
initialization_state(initialization),
|
initialization_state(initialization),
|
||||||
operational_state(operational),
|
operational_state(operational),
|
||||||
stopped_state(stopped),
|
|
||||||
encoder(encoder),
|
encoder(encoder),
|
||||||
motor(motor),
|
motor(motor),
|
||||||
controller(controller),
|
controller(controller),
|
||||||
@@ -26,22 +22,9 @@ MotorController::MotorController(
|
|||||||
{
|
{
|
||||||
initialization_state.set_context(this);
|
initialization_state.set_context(this);
|
||||||
operational_state.set_context(this);
|
operational_state.set_context(this);
|
||||||
stopped_state.set_context(this);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// void MotorController::set_states(
|
|
||||||
// State* initialization,
|
|
||||||
// State* operational,
|
|
||||||
// State* stopped
|
|
||||||
// )
|
|
||||||
|
|
||||||
// initialization_state = initialization;
|
|
||||||
// operational_state = operational;
|
|
||||||
// stopped_state = stopped;
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void MotorController::begin()
|
void MotorController::begin()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
led.init();
|
led.init();
|
||||||
@@ -60,8 +43,6 @@ void MotorController::transition_to(State& new_state)
|
|||||||
|
|
||||||
current_state = &new_state;
|
current_state = &new_state;
|
||||||
|
|
||||||
current_state->set_context(this);
|
|
||||||
|
|
||||||
current_state->enter();
|
current_state->enter();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
@@ -124,20 +105,6 @@ void MotorController::reset_speed_measurement()
|
|||||||
encoder.reset_speed_measurement();
|
encoder.reset_speed_measurement();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void MotorController::to_stopped()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
transition_to(stopped_state);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
bool MotorController::fault_active()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return motor.fault_active();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void MotorController::reset_controller()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
controller.reset();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void MotorController::led_on()
|
void MotorController::led_on()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
@@ -149,4 +116,3 @@ void MotorController::led_off()
|
|||||||
{
|
{
|
||||||
led.set_lo();
|
led.set_lo();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -43,16 +43,10 @@ void MotorDriver::begin()
|
|||||||
{
|
{
|
||||||
// Arduino D3 = PD3 = AIN1
|
// Arduino D3 = PD3 = AIN1
|
||||||
// Arduino D11 = PB3 = AIN2
|
// Arduino D11 = PB3 = AIN2
|
||||||
// Arduino D4 = PD4 = FLT
|
|
||||||
|
|
||||||
DDRD |= (1 << DDD3);
|
DDRD |= (1 << DDD3);
|
||||||
DDRB |= (1 << DDB3);
|
DDRB |= (1 << DDB3);
|
||||||
|
|
||||||
DDRD &= ~(1 << DDD4);
|
|
||||||
|
|
||||||
PORTD |= (1 << PORTD4); // Enable pull-up resistor on D4 for part 2
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// Timer2 Fast PWM
|
// Timer2 Fast PWM
|
||||||
TCCR2A = 0;
|
TCCR2A = 0;
|
||||||
TCCR2B = 0;
|
TCCR2B = 0;
|
||||||
@@ -122,9 +116,3 @@ void MotorDriver::set(double pwm)
|
|||||||
ain2_pwm(duty);
|
ain2_pwm(duty);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
bool MotorDriver::fault_active()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return !(PIND & (1 << PIND4));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -11,26 +11,9 @@ void OperationalState::enter()
|
|||||||
context->led_on();
|
context->led_on();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// Part 1
|
|
||||||
|
|
||||||
//void OperationalState::update()
|
|
||||||
//{
|
|
||||||
// context->run_speed_controller();
|
|
||||||
//}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Part 2
|
|
||||||
|
|
||||||
void OperationalState::update()
|
void OperationalState::update()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if (context->fault_active())
|
|
||||||
{
|
|
||||||
Serial.println("Fault detected");
|
|
||||||
|
|
||||||
context->to_stopped();
|
|
||||||
|
|
||||||
return;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
context->run_speed_controller();
|
context->run_speed_controller();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,57 +0,0 @@
|
|||||||
#include "pi_controller.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
PI_controller::PI_controller(
|
|
||||||
double Kp,
|
|
||||||
double Ti,
|
|
||||||
double T
|
|
||||||
)
|
|
||||||
: Kp(Kp),
|
|
||||||
Ti(Ti),
|
|
||||||
T(T),
|
|
||||||
integral(0.0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
double PI_controller::update(double ref, double actual)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return 0.0;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// double PI_controller::update(double ref, double actual)
|
|
||||||
// {
|
|
||||||
// double error = ref - actual;
|
|
||||||
|
|
||||||
// double new_integral =
|
|
||||||
// integral + error * T;
|
|
||||||
|
|
||||||
// double output =
|
|
||||||
// Kp * (error + new_integral / Ti);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// // Positive saturation
|
|
||||||
// if (output > 100.0)
|
|
||||||
// {
|
|
||||||
// return 100.0;
|
|
||||||
// }
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// // Negative saturation
|
|
||||||
// if (output < -100.0)
|
|
||||||
// {
|
|
||||||
// return -100.0;
|
|
||||||
// }
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// // Only save the integral if the controller
|
|
||||||
// // is not saturated
|
|
||||||
// integral = new_integral;
|
|
||||||
|
|
||||||
// return output;
|
|
||||||
// }
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void PI_controller::reset()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
integral = 0.0;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,70 +0,0 @@
|
|||||||
#include "stopped_state.h"
|
|
||||||
#include "motor_controller.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
#include <Arduino.h>
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
StoppedState::StoppedState()
|
|
||||||
: previous_time(0),
|
|
||||||
led_state(false)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void StoppedState::enter()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
Serial.println("State: Stopped");
|
|
||||||
|
|
||||||
context->stop_motor();
|
|
||||||
|
|
||||||
led_state = false;
|
|
||||||
|
|
||||||
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
|
|
||||||
|
|
||||||
previous_time = millis();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Controlling the blinking of the LED @ 2Hz
|
|
||||||
|
|
||||||
void StoppedState::update()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
unsigned long current_time = millis();
|
|
||||||
|
|
||||||
if (current_time - previous_time >= 250)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
previous_time = current_time;
|
|
||||||
|
|
||||||
led_state = !led_state;
|
|
||||||
|
|
||||||
digitalWrite(
|
|
||||||
LED_BUILTIN,
|
|
||||||
led_state ? HIGH : LOW
|
|
||||||
);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// Commands for Stopped [ r = reset and o for operational]
|
|
||||||
|
|
||||||
void StoppedState::command(char c)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (c == 'r' || c == 'R')
|
|
||||||
{
|
|
||||||
Serial.println("Command: reset");
|
|
||||||
|
|
||||||
context->to_initialization();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
else if (c == 'o' || c == 'O')
|
|
||||||
{
|
|
||||||
Serial.println("Command: set operational");
|
|
||||||
|
|
||||||
context->to_operational();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void StoppedState::exit()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,28 +0,0 @@
|
|||||||
#include <unity.h>
|
|
||||||
|
|
||||||
//#include "p_controller.h"
|
|
||||||
#include "pi_controller.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
static const double KP = 2.0;
|
|
||||||
static const double KI = 1.0;
|
|
||||||
static const double T = 0.1;
|
|
||||||
static const double TOL = 1e-4; // Tolerance
|
|
||||||
|
|
||||||
void test_positive_error()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
PI_controller controller(KP, KI, T);
|
|
||||||
|
|
||||||
double output = controller.update(10.0, 8.0);
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_ASSERT_DOUBLE_WITHIN(TOL, 4.4, output);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
int main()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
UNITY_BEGIN();
|
|
||||||
|
|
||||||
RUN_TEST(test_positive_error);
|
|
||||||
|
|
||||||
return UNITY_END();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
Reference in New Issue
Block a user