/* ============================================================================= * robot_param.h - 全部个性化参数(整车唯一调参入口) * 分区:云台限位/转速 -> 云台 Yaw/Pitch PID(双陀螺环) -> 摩擦轮/拨弹 -> * 底盘几何/轮速 PID/跟随(双 INS 世界系)/功率 -> CToC 帧 ID -> * CAN ID 表 -> 掉线时间 -> IMU 恒温 -> 台架调试开关 * 控制周期 2ms(改周期需重调所有 PID!) * ========================================================================== */ #ifndef ROBOT_PARAM_H #define ROBOT_PARAM_H /* ============================ 云台 ============================ */ #define PITCH_GM6020_POSITION_UPPER_LIMIT 2260 // Pitch 轴抬起极限(最高位,编码器较小值;实测2203撞死限位,留余量设2260) #define PITCH_GM6020_POSITION_LOWER_LIMIT 3950 // Pitch 轴压低极限(最低位,编码器较大值;实测4234撞死限位,留余量设3950) #define PITCH_GM6020_ENCODER_ZERO 3200 // Pitch 轴编码器水平零位 #define YAW_GM6020_ENCODER_ZERO 7730 // Yaw 轴编码器零位(机械正前方,0~8191) #define CHASSIS_SPIN_FEEDFORWARD_K 0.008f // 小陀螺解算时延前馈补偿系数(s) #define GIMBAL_FRICTION_WHEEL_SPEED 5500.0f // 摩擦轮转速(RPM) #define GIMBAL_RAMMER_SPEED -5400.0f// 拨弹盘转速(RPM,负向发射) #define GIMBAL_LEVER_SPEED_MAP_RATE 2.0f // 云台拨杆速度映射比例(Yaw 用) #define GIMBAL_PITCH_LEVER_RATE 5.0f // Pitch 专用比例(满杆≈110°/s) #define GIMBAL_YAW_PITCH_SPEED_RATE 3.0f // 云台偏航/俯仰速度比 #define PC_MOUSE_RL_SENSITIVITY 3.0f // 鼠标左右灵敏度 #define PC_MOUSE_DU_SENSITIVITY 8.0f // 鼠标上下灵敏度 /* ---- Yaw 双环(2ms):位置环与速度环都以陀螺仪为反馈 ---- * 设计要点(2026-09 重写): * - 旧方案速度环用电机转子转速、位置环用陀螺角度,两类传感器的方向关系 * 由装配(皮带是否交叉)决定,一个符号参数无法同时保证两环负反馈—— * 这是反复"疯转"的根源,已废弃; * - 现在两环共用陀螺,整条链只有一个装配符号,由上电自检自动测定 * (GIMBAL_YAW_DETECT 见下),无需人工猜; * - 单位:角度环 误差° -> 目标角速度°/s;速度环 误差°/s -> 电流。 * 调参顺序:先速度环(点动不振荡),再位置环(刚性)——见移植 README §8.1 */ #define GIMBAL_YAW_ANGLE_KP 20.0f // ° -> °/s:10° 误差给 150°/s #define GIMBAL_YAW_ANGLE_KI 0.0f #define GIMBAL_YAW_ANGLE_KD 0.0f // 速度环本身即微分,不再叠加 #define GIMBAL_YAW_ANGLE_EK_DEADBAND 0.05f // 误差死区(°),QEKF 噪声小可用窄死区 #define GIMBAL_YAW_ANGLE_OUT_LIMIT 360.0f // 目标角速度上限(°/s) #define GIMBAL_YAW_SPEED_KP 85.0f // °/s -> 电流:100°/s 误差给 6000(约 36% 满电流) #define GIMBAL_YAW_SPEED_KI 0.0f // 稳定后可回填 0.5~2 消速度稳态差 #define GIMBAL_YAW_SPEED_KD 0.0f // 陀螺速率反馈噪声小,先不用 D #define GIMBAL_YAW_SPEED_OUT_LIMIT 16384.0f// GM6020 电流限幅(±16384 对应 ±3A) #define GIMBAL_YAW_SPIN_FEEDFORWARD_K 24.0f // 小陀螺底盘自旋解耦前馈系数(RPM->电流) /* Yaw 装配符号自动检测:上电自检时给 Yaw 电机一个正向小电流脉冲, * 看陀螺 z 轴往哪边转——脉冲引起同向转动则符号 +1,反向则 -1。 * 检测时云台会轻转几度,勿扶云台;失败(被按住/电机离线)时用 FALLBACK */ #define GIMBAL_YAW_SIGN_AUTO 1 // 1=上电自动检测 0=直接用 FALLBACK #define GIMBAL_YAW_SIGN_FALLBACK (1.0f) #define GIMBAL_YAW_DETECT_CURRENT 3500 // 检测脉冲电流(约 21% 满电流 16384) #define GIMBAL_YAW_DETECT_RATE_MIN 20.0f // 判定转动的陀螺速率阈值(°/s) /* ---- Pitch(位置环陀螺 Roll,速度环转子转速——Pitch 无符号史问题,维持原案) ---- */ #define GIMBAL_PITCH_ANGLE_EK_DEADBAND 0.05f // 误差死区(°),收窄死区消除边缘阶跃 #define GIMBAL_PITCH_ANGLE_KP 15.0f #define GIMBAL_PITCH_ANGLE_KI 0.0f #define GIMBAL_PITCH_ANGLE_KD 0.0f // 原100.0f是万级电流振颤主因!清零以消除剧烈振荡 #define GIMBAL_PITCH_SPEED_KP 40.0f // 速度/电流环Kp #define GIMBAL_PITCH_SPEED_KI 0.0f #define GIMBAL_PITCH_SPEED_KD 0.0f /* Pitch 重力拟合前馈参数: I_g = K_COS * cos(a) + K_SIN * sin(a) + K_CONST * 其中 a = (raw_angle - ZERO_ECD) * 360 / 8192 (°) */ #define GIMBAL_PITCH_GRAVITY_ZERO_ECD 3200.0f // 重力补偿拟合基准编码值 #define GIMBAL_PITCH_GRAVITY_K_COS 2856.1f// cos 项系数 #define GIMBAL_PITCH_GRAVITY_K_SIN 4340.3f// sin 项系数 #define GIMBAL_PITCH_GRAVITY_K_CONST 2826.5f // 常数偏置项 /* ---- 2026-10-15 台架前馈实测记录(未采用,保留备查) ---- * 用上位机 203Hz 遥测在编码器 -16.91°/+4.88°/+9.30° 三处长时间静止(编码器 * 零漂移+目标恒定)实测真实保持电流 3597/4498/4613 counts;当时上面这组参数 * 分别高估 699/1543/1733 counts,折合 1.17~2.89° 稳态静差 * (位置环 Kp15×Kp40 = 600 counts/°:静差 = 前馈高估量 / 600)。 * 按"保留原相位与形状(K_COS:K_SIN 不变)、幅值×0.503 并微调常数项"重标定为: * GIMBAL_PITCH_GRAVITY_K_COS 1435.4f * GIMBAL_PITCH_GRAVITY_K_SIN 2181.3f * GIMBAL_PITCH_GRAVITY_K_CONST 2861.6f * 该组在当次数据上残差 RMS 16 counts(0.03°),看似很准;**但换到另一机械状态后 * 同一编码器角度实测保持电流又差约 1650 counts**,说明被标定对象本身在变 * (见上方"机械滞回 2130 counts"记录),故不采用,前馈保持原值不动。 * 另一并记录:PID 动态特性实测良好(上升时间 0.095~0.14s、超调 0.3~5.2%、 * 16s 稳态段纹波 p-p 0.046°、无振荡),故 GIMBAL_PITCH_*_KP/KI/KD 也未改动。 */ #define GIMBAL_FRICTION_WHEEL_KP 16.0f #define GIMBAL_FRICTION_WHEEL_KI 0.0f #define GIMBAL_FRICTION_WHEEL_KD 30.0f #define GIMBAL_RAMMER_KP 16.0f #define GIMBAL_RAMMER_KI 0.0f #define GIMBAL_RAMMER_KD 0.0f /* ============================ 底盘 ============================ */ #define MECANUM_WHEEL_RADIUS 7.0f // 麦轮半径(cm) #define MECANUM_RX 18.0f // 底盘中心到轮心的x轴分量(cm) #define MECANUM_RY 18.75f // 底盘中心到轮心的y轴分量(cm) /* 转速换算系数 = 19(减速比)*60*100/(2π*R_cm) */ #define MECANUM_SPEED_FACTOR 18143.663512f #define MECANUM_CHASSIS_SPEED_SCALE 0.004f // 摇杆->线速度比例(legacy) #define MECANUM_KEYBOARD_SPEED 2.4f // 键盘 WASD 平移速度(m/s 量纲映射值) #define MECANUM_SPIN_SLOW_W 4.0f // 慢速小陀螺角速度(rad/s 量纲映射值) #define MECANUM_SPIN_FAST_W 7.0f // 快速小陀螺角速度(legacy 7.0) #define MECANUM_SHIFT_BOOST_RATE 1.3f // SHIFT 加速增益(超电接入前的临时方案) /* 底盘轮速 PID(legacy 已调参数,2ms 控制周期) */ #define MECANUM_WHEEL_SPEED_KP 0.8f #define MECANUM_WHEEL_SPEED_KI 0.0f #define MECANUM_WHEEL_SPEED_KD 0.0f #define MECANUM_WHEEL_SPEED_OUT_LIMIT 15000.0f /* ---- 跟随(2ms):双 INS 世界系方案(2026-09 重写) ---- * 云台把世界系 yaw 经 0x1A9 帧发给底盘,底盘用自己的 INS yaw 相减: * err = wrap180(云台yaw - 底盘yaw) * 不再依赖底盘侧 GM6020(0x205) 反馈,皮带虚位不在环内,无基准锁定时序坑。 * 两板 INS 各自上电零点任意,但差值只随相对转动变化,天然正确 */ #define CHASSIS_FOLLOW_KP 0.4678f // w 量纲/°:10° 偏差给 w=4 #define CHASSIS_FOLLOW_KI 0.0f // 调试期 0,同旧教训(积分残留) #define CHASSIS_FOLLOW_KD 24.452f #define CHASSIS_FOLLOW_OUT_LIMIT 5.5f // 输出限幅(介于慢/快陀螺之间) #define CHASSIS_FOLLOW_DEADBAND 1.0f // 误差死区(°) /* 跟随符号全自动综合:云台自检(0x1A9 flags)下发编码器 tick 增向, * 底盘自检用小 w 脉冲+INS 测 w 正向对应的车身转向,两者相乘。 * CHASSIS_FOLLOW_SIGN 仅作自检失败时的回退值 */ #define CHASSIS_FOLLOW_SIGN (1.0f) #define CHASSIS_DETECT_W 1.2f // 自检 w 脉冲幅值 #define CHASSIS_DETECT_TIME_MS 80 // 脉冲时长(落地整车轻转) #define CHASSIS_DETECT_YAW_MIN 0.5f // 判定转动的 INS yaw 阈值(°) /* 功率限制(简易方案:缓冲能量不足时按比例缩放轮电流) */ #define POWER_LIMIT_BUFFER_LOW 30.0f // 缓冲能量低于此值开始限流(J) #define POWER_LIMIT_BUFFER_MIN 10.0f // 缓冲能量最低保护值(J) /* ============================ CToC 板间通讯 ============================ */ #define CTOC_MASTER_ID1 0x019 // 底盘->云台:发射机构状态+底盘故障位 #define CTOC_SLAVE_ID1 0x149 // 云台->底盘:摇杆数据 #define CTOC_SLAVE_ID2 0x189 // 云台->底盘:控制状态+故障/陀螺使能位 #define CTOC_SLAVE_ID3 0x1A9 // 云台->底盘:云台世界系 yaw(float)+att_ready /* ============================ CAN ID ============================ */ /* 云台板:CAN1 = Pitch GM6020(0x206,0x1FE)+摩擦轮 M3508(0x201/0x202,0x200) * CAN2 = Yaw GM6020(0x205,0x1FE)+拨弹 M2006(0x201,0x200)+底盘回传(0x019) * 底盘板:CAN1 = 四轮 M3508(0x201~0x204) * CAN2 = 云台数据(0x149/0x189/0x1A9) */ /* ============================ 台架调试开关 ============================ */ #define DEBUG_SHOOT_WITHOUT_REFEREE 1 // 1=无裁判系统时也允许开摩擦轮(台架调试用),比赛请改 0 #define GIMBAL_RAMMER_INSTALLED 0 // 1=拨弹 M2006 已安装;0=暂缺,不参与掉线判定 /* ================= 2026-10-15 Pitch 台架 PID 调参改动(已停用,保留备查) ================= * 以下开关是一次台架 Pitch 调参试验所加,已用 #if 0 停用:不参与编译、不影响现有行为。 * 需要复现时把外层 #if 0 改成 #if 1,并同步启用 gimbal.c / gimbal_task.c / gimbal.h * / debug_task.c 里同名的停用块。 * 启用前务必先确认机械无卡滞:当时实测**同一编码器角度下保持电流可差 2130 counts * (≈3.55° 当量)**,属机械滞回(线缆拖拽/接触/摩擦),不是控制问题;机械不一致时 * 任何固定前馈都标不准,调参也无意义。 */ #if 0 /* ---- Pitch 台架 PID 调参(仅台架;调完/比赛必须置 0) ---- * 1=在 Pitch 位置环设定值上叠加一个方波阶跃,用于定量观测阶跃响应。 * 安全约束(务必遵守): * - **有界**:只跑 GIMBAL_BENCH_PITCH_HALF_COUNT 个半周期就自动归零停住, * 不做长时间连续抖动; * - **限位内**:轴距上下软限位不足 GIMBAL_BENCH_PITCH_SAFE_MARGIN_DEG 时 * 不施加阶跃,绝不把轴推向限位; * - 该偏置是纯附加量,不累加进 pitch_target_deg,关掉即完全恢复原行为。 */ #define GIMBAL_BENCH_PITCH_TUNE 0 #define GIMBAL_BENCH_PITCH_STEP_DEG 3.0f // 阶跃幅值(°) #define GIMBAL_BENCH_PITCH_HALF_MS 800 // 半周期(ms),(跑完自动停,非持续抖动) #define GIMBAL_BENCH_PITCH_HALF_COUNT 4 // 总半周期数:4×0.8s=3.2s 后自动静止 #define GIMBAL_BENCH_PITCH_SAFE_MARGIN_DEG 5.0f // 距上下限位至少留这么多才允许阶跃 /* Pitch 软限位外的电流限制(方向 + 堵转双层保护): * - 压向限位的方向一律清零(绝不顶限位); * - 离开限位的方向允许 GIMBAL_PITCH_LIMIT_CURRENT_RECOVER,让轴能自行归位 * (烧录/上电会短暂失力矩,轴会掉到限位,必须能自己爬起来); * - 但限位外若连续 GIMBAL_PITCH_LIMIT_STALL_MS 编码器一动不动,判为堵转/ * 撞死,允许电流降到 GIMBAL_PITCH_LIMIT_CURRENT,避免长时间过载发热。 * 轴回到软限位内后闭环自动恢复正常输出。 */ #define GIMBAL_PITCH_LIMIT_CURRENT_RECOVER 12000.0f // 限位外抬升方向允许电流(≈2.2A,额定3A的73%) #define GIMBAL_PITCH_LIMIT_CURRENT 1500.0f // 限位外判定堵转后的涓流上限(≈0.27A) #define GIMBAL_PITCH_LIMIT_STALL_MS 300 // 限位外不动多久判定堵转(高位电流只持续这么久) #endif /* ================= 以上为停用块,以下为原有代码 ================= */ /* 1=把 CAN 掉线警告音替换成循环播放的旋律《你》(RM动画片尾曲),报警时播放; * 旋律音符表见 modules/dev/buzzer.c 的 buzzer_melody[] */ #define DEBUG_BUZZER_MELODY 0 #define BUZZER_MELODY_SPEED_DIV 1 // 旋律降速分频(默认1:每步100ms精准匹配原版带吐音断音节拍) /* ============================ 掉线检测 ============================ */ #define DEVICE_OFFLINE_TIME_MS 100 // CAN 设备/裁判系统掉线判定时间 #define CTOC_OFFLINE_TIME_MS 100 // 板间通讯掉线判定时间 /* ============================ IMU ============================ */ /* 姿态解算为 QuaternionEKF(见 modules/ins);z 轴零偏上电静止标定约 1s, * x/y 由 EKF 在线估计;EKF 参数(Q1/Q2/R/lambda)在 ins.c 的 ins_init() 内调整 */ #define IMU_TEMPERATURE_TARGET 40.0f // BMI088 恒温目标(℃) #define IMU_TEMPERATURE_LIMIT 50.0f // 温度报警阈值(℃) #define IMU_TEMP_KP 20.0f #define IMU_TEMP_KI 0.0003f #define IMU_TEMP_KD 0.0f #endif