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1 预备知识 · · 2 设计思路 · · 3 matlab 程序 · · 4 C语言程序 · , 其中A为增益,相当于给定一个速度,在时间 期间内,按照A作为加速度,匀加速或者匀减速到速度给定值 ”
如上图所示,这种函数就相当于控制系统中均速变换的位置信号,在三环控制的位置中,相当于这样一个过程; · 设定最终的位置量为; · 系统按照A的速度进行均匀的位置变换,; · 最终到达 时刻,系统到达设定的位置; 同样的,也适用于速度环,对于不同的被控对象,增益的物理意义也不同,但是斜坡函数的最终目的就是让输入信号变得更加平缓,减少系统超调,从而优化系统的时间响应。 进行离散化将方程进行离散化,按照 的时间采样,那么可以将输入离散化: ,
首先这里简单讲一下斜坡函数实现的思路: · 采样时间,需要根据采样时间对系统进行离散; · 当前值,系统当前状态被控量的值,即 ; · 目标值,系统最终期望到达的值,即; · 延迟时间,系统到达目标值所需要的时间; · 步数,系统达到目标值的步数,通常为 ; · 斜率,斜率为 ,也就是每一步需要增加的值,最终一步一步增加到目标值; 通常在实际控制系统中,在定时器中断或者事件函数中,需要根据系统当前值,目标值,和延迟时间进行一次计算,得到斜坡函数需要执行的步数和斜坡函数的斜率。 ” 下面用matlab先用模拟一下斜坡函数的生成,另外实际测试了一下C语言在实际硬件上的运行情况。 3 matlab 程序以下程序模拟了采样时间为1,并且在delay时间(delay为sample_time的整数倍)之后最终到达target,具体程序如下所示; function ramp_func() %采样时间为1 sample_time = 1; current = 0; %到达目标值期望的时间 delay = 10; %需要步数 step = delay/sample_time; fprintf('step:%dn',step); %目标值 target = 20; %斜率 增益A inc_dec = (target - current)/step; output = 1:1:step; i=1; while i <= step output(i) = current + inc_dec; current = output(i); fprintf('output(%d):%dn',i,output(i)); i = i+1; end plot(output); end 最终的运行结果如下; 下面是一个速度的斜坡函数,相关参数封装到speed_ramp_mod中,具体如下所示; struct speed_ramp_mod{ int16_t target_val; //目标参考值 int16_t present_ref; //当前参考值 int16_t step_val; //当前参考值到目标参考值所需要的步数 int16_t inc_val; //步长/斜率 int16_t freq_hz; //速度环频率 }; typedef struct speed_ramp_mod speed_ramp_mod_t; speed_ramp_mod_t user_ramp = { .target_val = 0, //目标参考值 .present_ref = 0, //当前参考值 .step_val = 0, //当前参考值到目标参考值所需要的步数 .inc_val = 0, //步长 .freq_hz = RAMP_SPEED_FREQ //速度采样频率 }; int16_t speed_ramp_calc(speed_ramp_mod_t *p){ int32_t ref; ref = p->present_ref; if(p->step_val > 1){ ref += p->inc_val; p->step_val--; }else if(p->step_val == 1){ ref = p->target_val; p->step_val = 0; }else{ /** Do Nothing */ } p->present_ref = ref; return ref; } uint8_t speed_ramp_exec(speed_ramp_mod_t *p,int16_t target_val,int16_t durationms){ int32_t inc = 0; int16_t ref = 0; ref = p->present_ref; if(durationms == 0){ p->step_val = 0; p->inc_val = 0; p->present_ref = target_val; }else{ p->target_val = target_val; //计算步长度 p->step_val = (int32_t)durationms*p->freq_hz / 1000; p->inc_val = (p->target_val - ref)/p->step_val; } } uint8_t speed_ramp_completed(speed_ramp_mod_t *p){ uint8_t retval = 0; if(p->step_val == 0){ retval = 1; } return retval; } void speed_ramp_stop(speed_ramp_mod_t *p){ p->step_val = 0; p->inc_val = 0; } 下面是测试程序,可以将程序放到定时器中进行周期性执行; int16_t spd_ref = 0; int16_t speed_ramp_ref = 0; int16_t rpm_speed_set = 0; void test(void){ if(speed_ramp_completed(&user_ramp)){ speed_ramp_exec(&user_ramp, rpm_speed_set, USER_RAMP_DELAY); } speed_ramp_ref = speed_ramp_calc(&user_ramp); printf("%drn", speed_ramp_ref); } 最终给定的速度曲线和实际的速度采样曲线如下图所示; |
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这是汽车360全景控制器上的主板,请问圆圈中的原件是什么,起什么作用?
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