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如何利用robomodule+STM32F429+直流伺服电机进行简单验证？

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2021-9-29 08:28:27　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × bertvwang 该类别下有 10 个回答。邀请回答纯纯纯牛奶该类别下有 10 个回答。邀请回答王伟01 该类别下有 9 个回答。邀请回答幽默该类别下有 9 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 8 个回答。邀请回答 tutu304725938 该类别下有 8 个回答。邀请回答 dahairenlyy 该类别下有 8 个回答。邀请回答凌晨3点睡该类别下有 8 个回答。邀请回答 fhbding 该类别下有 8 个回答。邀请回答 hzp_bbs1 该类别下有 8 个回答。邀请回答笔画张该类别下有 8 个回答。邀请回答偶是糕富帅该类别下有 8 个回答。邀请回答 kmno4 该类别下有 7 个回答。邀请回答 djelje 该类别下有 7 个回答。邀请回答 pingnai 该类别下有 7 个回答。邀请回答雅博电子科技该类别下有 7 个回答。邀请回答 liutiefu 该类别下有 7 个回答。邀请回答低调de炫耀爱该类别下有 7 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 7 个回答。邀请回答 wenminglang 该类别下有 7 个回答。邀请回答举报张娟相关推荐 • 交流伺服电机和无刷直流伺服电机的区别是什么 3542 • 交流伺服电机和直流伺服电机的优缺点分别是什么？ 5823 • 采用延时反馈控制的方法，利用F28335控制直流伺服电机转速 2559 • 利用F28335编写一个采集直流电机转速信号的程序，含配置 2760 • 如何利用STM32F401VE对F429系列芯片进行Proteus仿真 4215 • 请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别？ 3092 • 直流伺服电机有哪几类？ 3596 • STM32F429输出PWM是如何实现对电机转速的控制的 2757 • 请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别？ 2148 • 浅析伺服电机的定义及分类 1787 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 之前我一直用的板子是stm32f407的，电机驱动程序也是基于该芯片的，所以换成429之后首先需要进行程序移植，主要是CAN通讯的程序有些许区别。（1）f407的主频为168MHz，而f429的主频为180MHz，要修改 CAN 的 CAN_BSx 寄存器，使主控程序上的波特率为1M，可按如下表格进行修改设置：（2）GPIO时钟树发生改变，引脚复用映射配置发生改变。总的CAN通讯初始化配置如下： void CAN1_Configuration(void) { CAN_InitTypeDef can; CAN_FilterInitTypeDef can_filter; GPIO_InitTypeDef gpio; NVIC_InitTypeDef nvic; //使能相关时钟 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);//使能gpio时钟 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1, ENABLE);//使能CAN1时钟 //引脚复用映射配置 Connect CAN pins to AF9 GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_CAN1); GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_CAN1); //初始化GPIO gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 \| GPIO_Pin_8; gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能 GPIO_Init(GPIOB, &gpio);//初始化PB8, PB9 nvic.NVIC_IRQChannel = CAN1_RX0_IRQn; nvic.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;//主优先级为2 nvic.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;// 次优先级为1 nvic.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&nvic); nvic.NVIC_IRQChannel = CAN1_TX_IRQn; nvic.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; nvic.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; nvic.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&nvic); //CAN寄存器初始化 CAN_DeInit(CAN1); CAN_StructInit(&can); //CAN单元设置 can.CAN_TTCM = DISABLE;//非时间触发通信模式 can.CAN_ABOM = DISABLE;//软件自动离线管理 can.CAN_AWUM = DISABLE;//睡眠模式通过软件唤醒(清除CAN->MCR的SLEEP位) can.CAN_NART = DISABLE;//报文自动传送 %%%%%%%%%% can.CAN_RFLM = DISABLE;//报文不锁定,新的覆盖旧的 can.CAN_TXFP = ENABLE;//%%%%%%%%%%% can.CAN_Mode = CAN_Mode_Normal;//常规模式 can.CAN_SJW = CAN_SJW_1tq;//再同步跳转宽度 can.CAN_BS1 = CAN_BS1_5tq;//时间段1占用5个时间单元数 can.CAN_BS2 = CAN_BS2_3tq;//时间段2占用3个时间单元数 can.CAN_Prescaler = 5; //CAN BaudRate 45/(1+5+3)/5=1Mbps 分频系数 CAN_Init(CAN1, &can);// 初始化CAN1 //配置过滤器，可配置过滤器来接收固定的几个id can_filter.CAN_FilterNumber = 0; //过滤器0 can_filter.CAN_FilterMode = CAN_FilterMode_IdMask; can_filter.CAN_FilterScale = CAN_FilterScale_32bit;//32位 can_filter.CAN_FilterIdHigh = 0x0000;32位ID can_filter.CAN_FilterIdLow = 0x0000; can_filter.CAN_FilterMaskIdHigh = 0x0000;//32位MASK can_filter.CAN_FilterMaskIdLow = 0x0000; can_filter.CAN_FilterFIFOAssignment = 0;//过滤器0关联到FIFO0 can_filter.CAN_FilterActivation=ENABLE;//激活过滤器0 CAN_FilterInit(&can_filter);//滤波器初始化 CAN_ITConfig(CAN1,CAN_IT_FMP0,ENABLE); CAN_ITConfig(CAN1,CAN_IT_TME,ENABLE); } 接下来是S曲线的C语言代码，准备知识及相应的matlab代码见机器人学回炉重造（6）：关节空间规划方法——梯形加减速（与抛物线拟合的线性函数）、S型曲线规划。 /* scurve.h / #ifndef _SCURVE_H_ #define _SCURVE_H_ typedef struct SCurve_Node PtrToSCurve; struct SCurve_Node { float Ta; float Tv; float Td; float Tj1; float Tj2; float q0; float q1; float v0; float v1; float vlim; float amax; float amin; float alima; float alimd; float jmax; float jmin; }; typedef PtrToSCurve SCurve_para; int sign(float q0, float q1); // S曲线参数计算 void STrajectoryPara(SCurve_para Input_data, float q0, float q1, float v0, float v1, float vmax, float amax, float jmax); // 计算位置 float S_position(float t, SCurve_para Input_data); // 计算速度 float S_velocity(float t, SCurve_para Input_data); // 计算加速度 float S_acceleration(float t, SCurve_para Input_data); // 计算加加速度 float S_jerk(float t, SCurve_para Input_data); #endif /* scurve.c / #include "Headfile.h" int sign(float q0, float q1) { int a = 0; if (q1 - q0 > 0) a = 1; else a = -1; return a; } // S曲线参数计算 void STrajectoryPara(SCurve_para Input_data, float q0, float q1, float v0, float v1, float vmax, float amax, float jmax) { float vmin, amin, jmin; int sigma = 0; float Tj = 0, delta = 0; vmin = -vmax; amin = -amax; jmin = -jmax; // 利用公式（3.31）（3.32）转化得到实际的q_0、q_1、v_max、a_max sigma = sign(q0, q1); Input_data->q0 = sigma q0; Input_data->q1 = sigma * q1; Input_data->v0 = sigma * v0; vmax = ((sigma+1)/2)vmax + ((sigma-1)/2)vmin; vmin = ((sigma+1)/2)vmin + ((sigma-1)/2)vmax; Input_data->amax = ((sigma+1)/2)amax + ((sigma-1)/2)amin; Input_data->amin = ((sigma+1)/2)amin + ((sigma-1)/2)amax; Input_data->jmax = ((sigma+1)/2)jmax + ((sigma-1)/2)jmin; Input_data->jmin = ((sigma+1)/2)jmin + ((sigma-1)/2)jmax; // 判断是否达到最大速度 if ((vmax - Input_data->v0)Input_data->jmax < pow(Input_data->amax, 2)){ // 达不到amax Input_data->Tj1 = sqrt((vmax - Input_data->v0)/Input_data->jmax); Input_data->Ta = 2Input_data->Tj1; Input_data->alima = Input_data->jmax * Input_data->Tj1; }else{ // 能够达到amax Input_data->Tj1 = Input_data->amax/Input_data->jmax; Input_data->Ta = Input_data->Tj1 + (vmax - Input_data->v0 )/Input_data->amax; Input_data->alima = Input_data->amax; } if ((vmax - Input_data->v1)Input_data->jmax < pow(Input_data->amax, 2)){ // 达不到amin Input_data->Tj2 = sqrt((vmax - Input_data->v1)/Input_data->jmax); Input_data->Td = 2 Input_data->Tj2; Input_data->alimd = -Input_data->jmax * Input_data->Tj2; }else{ // 能够达到amin Input_data->Tj2 = Input_data->amax/Input_data->jmax; Input_data->Td = Input_data->Tj2 + (vmax - Input_data->v1)/Input_data->amax; Input_data->alimd = -Input_data->amax; } // 根据（3.25）计算匀速段时间 Input_data->Tv = (Input_data->q1 - Input_data->q0)/vmax - (Input_data->Ta/2)(1 + Input_data->v0/vmax) - (Input_data->Td/2)(1 + Input_data->v1/vmax); // 对Tv进行讨论 if (Input_data->Tv > 0) // 能够达到给定的最大速度vmax，即存在匀速阶段 Input_data->vlim = vmax; else{ // 达不到最大速度，即匀速阶段Tv=0 // 假设最大加速度和最小加速度均能达到 Input_data->Tv = 0; Tj = Input_data->amax / Input_data->jmax; Input_data->Tj1 = Tj; Input_data->Tj2 = Tj; delta = (pow(Input_data->amax, 4)/pow(Input_data->jmax, 2)) + 2(pow(Input_data->v0, 2) + pow(Input_data->v1, 2)) + Input_data->amax(4(Input_data->q1 - Input_data->q0) - 2(Input_data->amax/Input_data->jmax)(Input_data->v0 + Input_data->v1)); Input_data->Ta = ((pow(Input_data->amax, 2)/Input_data->jmax) - 2Input_data->v0 + sqrt(delta)) / (2Input_data->amax); Input_data->Td = ((pow(Input_data->amax, 2)/Input_data->jmax) - 2Input_data->v1 + sqrt(delta)) / (2Input_data->amax); // 对Ta和Td进行讨论 if (Input_data->Ta < 0 \|\| Input_data->Td < 0){ if (Input_data->Ta < 0){ // 没有加速段，只有减速段 Input_data->Ta = 0; Input_data->Tj1 = 0; Input_data->Td = 2(Input_data->q1 - Input_data->q0) / (Input_data->v0 + Input_data->v1); Input_data->Tj2 = (Input_data->jmax(Input_data->q1 - Input_data->q0) - sqrt(Input_data->jmax(Input_data->jmaxpow(Input_data->q1 - Input_data->q0, 2) + pow(Input_data->v1 + Input_data->v0, 2)(Input_data->v1 - Input_data->v0)))) / (Input_data->jmax(Input_data->v1 + Input_data->v0)); Input_data->alima = 0; Input_data->alimd = -Input_data->jmax Input_data->Tj2; Input_data->vlim = v0; }else if(Input_data->Td < 0){ // 没有减速段，只有加速段 Input_data->Td = 0; Input_data->Tj2 = 0; Input_data->Ta = 2(Input_data->q1 - Input_data->q0) / (Input_data->v0 + Input_data->v1); Input_data->Tj1 = (Input_data->jmax(Input_data->q1 - Input_data->q0) - sqrt(Input_data->jmax(Input_data->jmaxpow(Input_data->q1 - Input_data->q0, 2) - pow(Input_data->v1 + Input_data->v0, 2)(Input_data->v1 - Input_data->v0)))) / (Input_data->jmax(Input_data->v1 + Input_data->v0)); Input_data->alima = Input_data->jmax * Input_data->Tj1; Input_data->alimd = 0; Input_data->vlim = Input_data->jmax * Input_data->Tj1; } }else if(Input_data->Ta >= 2Tj && Input_data->Td >= 2Tj){ // 加速段和减速段都能达到最大速度 Input_data->alima = Input_data->amax; Input_data->alimd = -Input_data->amax; Input_data->vlim = v0 + Input_data->alima(Input_data->Ta - Tj); }else{ // 加速段和减速阶段至少有一段不能达到最大加速度 float lambda = 0.99; // 系统取0 while (Input_data->Ta < 2Tj \|\| Input_data->Td < 2Tj){ Input_data->amax = lambda Input_data->amax; Input_data->Tv = 0; Tj = Input_data->amax / Input_data->jmax; Input_data->Tj1 = Tj; Input_data->Tj2 = Tj; delta = (pow(Input_data->amax, 4)/pow(Input_data->jmax, 2)) + 2(pow(Input_data->v0, 2) + pow(Input_data->v1, 2)) + Input_data->amax(4(Input_data->q1 - Input_data->q0) - 2(Input_data->amax/Input_data->jmax)(Input_data->v0 + Input_data->v1)); Input_data->Ta = ((pow(Input_data->amax, 2)/Input_data->jmax) - 2Input_data->v0 + sqrt(delta)) / (2Input_data->amax); Input_data->Td = ((pow(Input_data->amax, 2)/Input_data->jmax) - 2Input_data->v1 + sqrt(delta)) / (2Input_data->amax); if (Input_data->Ta < 0 \|\| Input_data->Td < 0){ if (Input_data->Ta < 0){ // 没有加速段，只有减速段 Input_data->Ta = 0; Input_data->Tj1 = 0; Input_data->Td = 2(Input_data->q1 - Input_data->q0) / (Input_data->v0 + Input_data->v1); Input_data->Tj2 = (Input_data->jmax(Input_data->q1 - Input_data->q0) - sqrt(Input_data->jmax(Input_data->jmaxpow(Input_data->q1 - Input_data->q0, 2) + pow(Input_data->v1 + Input_data->v0, 2)(Input_data->v1 - Input_data->v0)))) / (Input_data->jmax(Input_data->v1 + Input_data->v0)); Input_data->alima = 0; Input_data->alimd = -Input_data->jmax Input_data->Tj2; Input_data->vlim = v0; }else if(Input_data->Td < 0){ // 没有减速段，只有加速段 Input_data->Td = 0; Input_data->Tj2 = 0; Input_data->Ta = 2(Input_data->q1 - Input_data->q0) / (Input_data->v0 + Input_data->v1); Input_data->Tj1 = (Input_data->jmax(Input_data->q1 - Input_data->q0) - sqrt(Input_data->jmax(Input_data->jmaxpow(Input_data->q1 - Input_data->q0, 2) - pow(Input_data->v1 + Input_data->v0, 2)(Input_data->v1 - Input_data->v0)))) / (Input_data->jmax(Input_data->v1 + Input_data->v0)); Input_data->alima = Input_data->jmax * Input_data->Tj1; Input_data->alimd = 0; Input_data->vlim = Input_data->jmax * Input_data->Tj1; } }else if(Input_data->Ta >= 2Tj && Input_data->Td >= 2Tj){ // 加速段和减速段都能达到最大速度 Input_data->alima = Input_data->amax; Input_data->alimd = -Input_data->amax; Input_data->vlim = v0 + Input_data->alima(Input_data->Ta - Tj); } } } } } // 计算位置 float S_position(float t, SCurve_para Input_data) { float T = 0, q = 0; float Ta = Input_data->Ta; float Tv = Input_data->Tv; float Td = Input_data->Td; float Tj1 = Input_data->Tj1; float Tj2 = Input_data->Tj2; float q0 = Input_data->q0; float q1 = Input_data->q1; float v0 = Input_data->v0; float v1 = Input_data->v1; float vlim = Input_data->vlim; float alima = Input_data->alima; float alimd = Input_data->alimd; float jmax = Input_data->jmax; float jmin = Input_data->jmin; T = Ta + Tv + Td; // 加速段 if (t >= 0 && t < Tj1) q = q0 + v0t + jmaxpow(t, 3)/6; else if (t >= Tj1 && t < Ta - Tj1) q = q0 + v0t +(alima/6)(3pow(t, 2) - 3Tj1t + pow(Tj1, 2)); else if (t >= Ta - Tj1 && t < Ta) q = q0 + (vlim + v0)(Ta/2) - vlim(Ta - t) - jmin(pow(Ta - t, 3)/6); // 匀速段 else if (t >= Ta && t < Ta + Tv) q = q0 + (vlim + v0)(Ta/2) + vlim(t - Ta); // 减速段 else if (t >= Ta + Tv && t < T - Td + Tj2) q = q1 - (vlim + v1)(Td/2) + vlim(t - T + Td) - jmax(pow(t - T + Td, 3)/6); else if (t >= T - Td + Tj2 && t < T - Tj2) q = q1 - (vlim + v1)(Td/2) + vlim(t - T + Td) + (alimd/6)(3pow(t - T + Td, 2) - 3Tj2(t - T + Td) + pow(Tj2, 2)); else if (t >= T - Tj2 && t <= T) q = q1 - v1(T - t) - jmax(pow(T - t, 3)/6); return q; } // 计算速度 float S_velocity(float t, SCurve_para Input_data) { float T = 0, qd = 0; float Ta = Input_data->Ta; float Tv = Input_data->Tv; float Td = Input_data->Td; float Tj1 = Input_data->Tj1; float Tj2 = Input_data->Tj2; float v0 = Input_data->v0; float v1 = Input_data->v1; float vlim = Input_data->vlim; float alima = Input_data->alima; float alimd = Input_data->alimd; float jmax = Input_data->jmax; float jmin = Input_data->jmin; T = Ta + Tv + Td; // 加速段 if (t >= 0 && t < Tj1) qd = v0 + jmax(pow(t, 2)/2); else if (t >= Tj1 && t < Ta - Tj1) qd = v0 + alima(t - Tj1/2); else if (t >= Ta - Tj1 && t < Ta) qd = vlim + jmin(pow(Ta - t, 2)/2); // 匀速段 else if (t >= Ta && t < Ta + Tv) qd = vlim; // 减速段 else if (t >= Ta + Tv && t < T - Td + Tj2) qd = vlim - jmax(pow(t - T + Td, 2)/2); else if (t >= T - Td + Tj2 && t < T - Tj2) qd = vlim + alimd(t - T + Td - Tj2/2); else if (t >= T - Tj2 && t <= T) qd = v1 + jmax(pow(t - T, 2)/2); return qd; } // 计算加速度 float S_acceleration(float t, SCurve_para Input_data) { float T = 0, qdd = 0; float Ta = Input_data->Ta; float Tv = Input_data->Tv; float Td = Input_data->Td; float Tj1 = Input_data->Tj1; float Tj2 = Input_data->Tj2; float alima = Input_data->alima; float alimd = Input_data->alimd; float jmax = Input_data->jmax; float jmin = Input_data->jmin; T = Ta + Tv + Td; // 加速段 if (t >= 0 && t < Tj1) qdd = jmax * t; else if (t >= Tj1 && t < Ta - Tj1) qdd = alima; else if (t >= Ta - Tj1 && t < Ta) qdd = -jmin * (Ta - t); // 匀速段 else if (t >= Ta && t < Ta + Tv) qdd = 0; // 减速段 else if (t >= Ta + Tv && t < T - Td + Tj2) qdd = -jmax * (t - T - Td); else if (t >= T - Td + Tj2 && t < T - Tj2) qdd = alimd; else if (t >= T - Tj2 && t <= T) qdd = -jmax * (T - t); return qdd; } // 计算加加速度 float S_jerk(float t, SCurve_para Input_data) { float T = 0, qddd = 0; float Ta = Input_data->Ta; float Tv = Input_data->Tv; float Td = Input_data->Td; float Tj1 = Input_data->Tj1; float Tj2 = Input_data->Tj2; float jmax = Input_data->jmax; float jmin = Input_data->jmin; T = Ta + Tv + Td; // 加速段 if (t >= 0 && t < Tj1) qddd = jmax; else if (t >= Tj1 && t < Ta - Tj1) qddd = 0; else if (t >= Ta - Tj1 && t < Ta) qddd = -jmin; // 匀速段 else if (t >= Ta && t < Ta + Tv) qddd = 0; // 减速段 else if (t >= Ta + Tv && t < T - Td + Tj2) qddd = -jmax; else if (t >= T - Td + Tj2 && t < T - Tj2) qddd = 0; else if (t >= T - Tj2 && t <= T) qddd = jmax; return qddd; } /* Headfile.h */ #ifndef _Headfile_H #define _Headfile_H #include "stm32f4xx.h" #include "./can/can1.h" #include "./systick/systick.h" #include "math.h" #include "stdio.h" #include "stdint.h" #include "misc.h" #include "./usart/usart.h" #include "stdlib.h" #include "./key/key.h" #include "./scurve/scurve.h" #endif 这里我只是做了个简单的小实验，验证一下自写的s曲线c代码，然后接通了一下robomodule驱动器和STM32F429之间的CAN通讯，没写定时程序（其实我是不会写……），让电机跑了下位置曲线，大致看了下速度曲线，发现emmmm还可以，就……结束了…… 所以这篇相当于未完待续吧，等啥时候我琢磨一下定时脉冲啥的再回头完善完善。

2021-9-29 10:50:38 评论举报范潇潇