#include "chassis_control.h" #include "CAN_receive.h" #include "remote_control.h" #include #include #define PI 3.1415926535f static pid_t pid_motor[4]; // 四个底盘电机的PID控制器 static int16_t target_speed[4]; // 四个轮子的目标转速(rpm) static Chassis_Speed chassis_speed; // 底盘目标速度(vx,vy,vw) static ChassisMode chassis_mode = CHASSIS_NORMAL; // 底盘当前模式 static void omni_calc(Chassis_Speed *speed, int16_t *out_speed); static void absolute_cal(Chassis_Speed *absolute_speed, float angle); /** * @brief 初始化底盘电机的PID */ void chassis_control_init(void) { for (int i = 0; i < 4; i++) { pid_init(&pid_motor[i], 15.0f, 0.1f, 2.0f, 4000.0f, 1000.0f); } memset(target_speed, 0, sizeof(target_speed)); memset(&chassis_speed, 0, sizeof(chassis_speed)); } /** * @brief 设置底盘目标速度(vx, vy, vw) */ void chassis_set_target_speed(const Chassis_Speed *speed) { if (speed == NULL) return; chassis_speed.vx = speed->vx; chassis_speed.vy = speed->vy; chassis_speed.vw = speed->vw; } /** * @brief 设置底盘模式 */ void chassis_set_mode(ChassisMode mode) { chassis_mode = mode; } /** * @brief 底盘控制主循环:全向轮运动学解算 + PID + CAN发送 */ void chassis_control_task(void) { // 遥控器掉线检测:超过100ms无信号,停止CAN发送,电机随惯性停下 if (!is_rc_online()) { for (int i = 0; i < 4; i++) { pid_motor[i].integral = 0; // 清空PID积分,防止重新上线时积分饱和 pid_motor[i].last_error = 0; // 清空上次误差 } memset(target_speed, 0, sizeof(target_speed)); // 目标转速清零 return; // 不发送CAN信号,电机随惯性停下 } const motor_measure_t *m[4]; m[0] = get_chassis_motor_measure_point(0); m[1] = get_chassis_motor_measure_point(1); m[2] = get_chassis_motor_measure_point(2); m[3] = get_chassis_motor_measure_point(3); absolute_cal(&chassis_speed, 0); int16_t cur[4]; for (int i = 0; i < 4; i++) { cur[i] = (int16_t)pid_calc(&pid_motor[i], (float)target_speed[i], (float)m[i]->speed_rpm); } CAN_cmd_chassis(cur[0], cur[1], cur[2], cur[3]); } /** * @brief 全向轮运动学解算:将 vx,vy,vw 转换为四个轮子的转速 * 轮子编号:0=左, 1=前, 2=右, 3=后 */ static void omni_calc(Chassis_Speed *speed, int16_t *out_speed) { float wheel_rpm_ratio; // 速度(m/s)到转速(rpm)的转换系数 float L; // 底盘中心到轮子的距离 = LENGTH_A + LENGTH_B int16_t wheel_rpm[4]; // 60 / 轮周长 * 减速比 = 转速转换系数 (m/s → rpm) // 例如:vx=1m/s → 轮子60/0.152/19=7500rpm(电机端) wheel_rpm_ratio = 60.0f / WHEEL_PERIMETER * CHASSIS_DECELE_RATIO; L = LENGTH_A + LENGTH_B; // 轮子编号:基于用户观察修正 // M1(0x201)=左前, M2(0x202)=左后, M3(0x203)=右前, M4(0x204)=右后 // 物理层vy符号:+, -, -, + 是X型麦轮的标准平移公式(右侧电机反向安装,代码层vy: +, -, +, -) // 四个轮子对角配对:左前+右后同向,右前+左后同向,两组反向 wheel_rpm[0] = (int16_t)(( speed->vx + speed->vy + speed->vw * L) * wheel_rpm_ratio); // 左前轮 wheel_rpm[1] = (int16_t)(( speed->vx - speed->vy + speed->vw * L) * wheel_rpm_ratio); // 左后轮 wheel_rpm[2] = (int16_t)((-speed->vx + speed->vy + speed->vw * L) * wheel_rpm_ratio); // 右前轮 wheel_rpm[3] = (int16_t)((-speed->vx - speed->vy + speed->vw * L) * wheel_rpm_ratio); // 右后轮 memcpy(out_speed, wheel_rpm, 4 * sizeof(int16_t)); } /** * @brief 坐标系变换:将遥控器坐标系的速度转换到底盘坐标系 * @param absolute_speed 遥控器输入的目标速度 * @param angle 云台相对于底盘的角度(度) */ static void absolute_cal(Chassis_Speed *absolute_speed, float angle) { float angle_hd; // 角度转弧度 Chassis_Speed temp_speed; // 旋转后的临时速度 angle_hd = angle * PI / 180.0f; // 角度转弧度 // 坐标系旋转矩阵:将遥控器坐标系速度旋转到当前底盘坐标系 temp_speed.vw = absolute_speed->vw; temp_speed.vx = absolute_speed->vx * cosf(angle_hd) - absolute_speed->vy * sinf(angle_hd); temp_speed.vy = absolute_speed->vx * sinf(angle_hd) + absolute_speed->vy * cosf(angle_hd); omni_calc(&temp_speed, target_speed); // 全向轮解算,结果存入target_speed }