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STM32單片機板球系統(tǒng)設(shè)計與程序調(diào)試 2017國賽資料

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樓主
ID:342305 發(fā)表于 2019-1-5 15:37 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
在大一參加了2017年的全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽，并且拿到了省賽二等獎，雖然效果不是特別的完美，但是實現(xiàn)了全部的功能。
    因為每個點的位置差異，從點到點函數(shù)并不只有一種的情況啊
    其實總共只有三種點的存在啊



2017年全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽:
/*
        1.不同于auto變量，被stati定義的變量的內(nèi)存只分配一次的，因此在下次調(diào)用時仍然保持上次的值，這是一個很重要的功能，
          而且也不用每次都開辟內(nèi)存并寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，為CPU減輕負(fù)擔(dān)
        2.此外，sttic關(guān)鍵字限制變量的作用域，只能被模塊內(nèi)所用函數(shù)訪問，但不能被模塊外其他函數(shù)訪問
        3.自動變量使用堆棧機制使用內(nèi)存，而靜態(tài)變量是分配固定的內(nèi)存
        4.register 請求將數(shù)據(jù)存到內(nèi)部寄存器中，不用通過內(nèi)存尋址來訪問變量，提高訪問效率
        5.volatile 從他的內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，而不使用寄存器緩存的值  即不使用寄存器優(yōu)化
*/

/*typedef unsigned char uchar   對比著看這個你就應(yīng)該懂啦吧   多多學(xué)習(xí)這些基礎(chǔ)的東西  以后看別人的代碼就不會太費事啦*/
//       printf("count1=%d\r\n",usart2_dat);
                    

      u8   item3_flag=0;
      u16  time_tingliu;
      char cha_x,cha_y;
      static uint32_t MoveTimeCnt = 0;
      MoveTimeCnt += 5;                                  //每5ms運算1次
        
    if(item3_flag==0)   
    {   
        
      if( (target_BUF[6]<Position_BUF[6])  &&  (target_BUF[7]<Position_BUF[7]) )
        {   
                target_BUF[6]=Position_BUF[0]+MoveTimeCnt*0.2;        //這相當(dāng)于是一個隨動系統(tǒng)，但不知道那個效果好啊
                target_BUF[7]=Position_BUF[1]+MoveTimeCnt*0.2;        //到了調(diào)試時按照具體的現(xiàn)象定方案吧
        }                                                                    
   
        PID_M1_SetPoint(target_BUF[6]);      //X方向PID定位目標(biāo)值0
        PID_M1_SetKp(85);         
        PID_M1_SetKi(0);     
        PID_M1_SetKd(2000);

        PID_M2_SetPoint(target_BUF[7]);      //Y方向PID定位目標(biāo)值0
        PID_M2_SetKp(85);         
        PID_M2_SetKi(0);   
        PID_M2_SetKd(2000);
            
        M1.PWM = PID_M1_PosLocCalc(Ball_x);    //   電機一PWM計算
        M2.PWM = PID_M2_PosLocCalc(Ball_y);  //   電機二PWM計算        //但是暫時并沒有使用積分分離，只有積分限幅最后加
        
        if(M1.PWM > POWER1_MAX)  M1.PWM =  POWER1_MAX;
        if(M1.PWM < POWER1_MIN)  M1.PWM =  POWER1_MIN;   
        
        if(M2.PWM > POWER2_MAX)  M2.PWM = POWER2_MAX;
        if(M2.PWM < POWER2_MIN)  M2.PWM = POWER2_MIN;        
   
   
       MotorMove(M1.PWM,M2.PWM);
         
         //這里計算的就是絕對的誤差大小啦
         cha_x=Position_BUF[6]-Ball_x;
         cha_y=Position_BUF[7]-Ball_y;
         if(  (abs(cha_x)<4)  &&  (abs(cha_y)<4)    )
         {
              time_tingliu+=5;
             if(time_tingliu==420)
             {
                  item3_flag=1;
             }
         }
         
     }
     
     else      //但是要求在P5停留至少兩秒的程序并沒有寫，覺著并不需要    但是時間確實是需要特別注意的一個地方
     {
            if( (target_BUF[8]<Position_BUF[8])  &&  (target_BUF[9]<Position_BUF[9]) )
            {   
                    target_BUF[8]=Position_BUF[6]+MoveTimeCnt*0.2;        //這相當(dāng)于是一個隨動系統(tǒng)，但不知道那個效果好啊
                    target_BUF[9]=Position_BUF[7]+MoveTimeCnt*0.2;        //到了調(diào)試時按照具體的現(xiàn)象定方案吧
            }                                                                    
        
            PID_M1_SetPoint(target_BUF[8]);      //X方向PID定位目標(biāo)值0
            PID_M1_SetKp(85);         
            PID_M1_SetKi(0);     
            PID_M1_SetKd(2000);

            PID_M2_SetPoint(target_BUF[9]);      //Y方向PID定位目標(biāo)值0
            PID_M2_SetKp(85);         
            PID_M2_SetKi(0);   
            PID_M2_SetKd(2000);
               
            M1.PWM = PID_M1_PosLocCalc(Ball_x);    //   電機一PWM計算
            M2.PWM = PID_M2_PosLocCalc(Ball_y);  //   電機二PWM計算        //但是暫時并沒有使用積分分離，只有積分限幅最后加
            
        if(M1.PWM > POWER1_MAX)  M1.PWM =  POWER1_MAX;
        if(M1.PWM < POWER1_MIN)  M1.PWM =  POWER1_MIN;   
        
        if(M2.PWM > POWER2_MAX)  M2.PWM = POWER2_MAX;
        if(M2.PWM < POWER2_MIN)  M2.PWM = POWER2_MIN;            
        
        
             MotorMove(M1.PWM,M2.PWM);
               
     }

}






/*------------------------------------------
函數(shù)功能:第4問PID計算
函數(shù)說明:電機M1控制X方向，電機M2控制Y軸方向
------------------------------------------*/
void item4()
{            
      u8   item4_flag=0;
      u16  time_tingliu;
      char cha_x,cha_y;
      static uint32_t MoveTimeCnt = 0;
      MoveTimeCnt += 5;                                  //每5ms運算1次
        
    if(item4_flag==0)   
    {   
        
      if( (target_BUF[8]<Position_BUF[8])  &&  (target_BUF[9]<Position_BUF[9]) )
        {   
                target_BUF[8]=Position_BUF[0]+MoveTimeCnt*0.2;        //這相當(dāng)于是一個隨動系統(tǒng)，但不知道那個效果好啊
                target_BUF[9]=Position_BUF[1]+MoveTimeCnt*0.2;        //到了調(diào)試時按照具體的現(xiàn)象定方案吧
        }                                                                    
   
        PID_M1_SetPoint(target_BUF[8]);      //X方向PID定位目標(biāo)值0
        PID_M1_SetKp(85);         
        PID_M1_SetKi(0);     
        PID_M1_SetKd(2000);

        PID_M2_SetPoint(target_BUF[9]);      //Y方向PID定位目標(biāo)值0
        PID_M2_SetKp(85);         
        PID_M2_SetKi(0);   
        PID_M2_SetKd(2000);
            
        M1.PWM = PID_M1_PosLocCalc(Ball_x);    //   電機一PWM計算
        M2.PWM = PID_M2_PosLocCalc(Ball_y);  //   電機二PWM計算        //但是暫時并沒有使用積分分離，只有積分限幅最后加
        
        if(M1.PWM > POWER1_MAX)  M1.PWM =  POWER1_MAX;
        if(M1.PWM < POWER1_MIN)  M1.PWM =  POWER1_MIN;   
        
        if(M2.PWM > POWER2_MAX)  M2.PWM = POWER2_MAX;
        if(M2.PWM < POWER2_MIN)  M2.PWM = POWER2_MIN;            
   
   
       MotorMove(M1.PWM,M2.PWM);
         
         //這里計算的就是絕對的誤差大小啦
         //先確定我可以很好的到達(dá)區(qū)域5，然后再從區(qū)域5跑到區(qū)域9     在區(qū)域1到區(qū)域9的途徑很多  我可以隨意選擇的啊
         cha_x=Position_BUF[8]-Ball_x;
         cha_y=Position_BUF[9]-Ball_y;
         if(  (abs(cha_x)<4)  &&  (abs(cha_y)<4)    )
         {
              time_tingliu+=5;
             if(time_tingliu==100)
             {
                  item4_flag=1;
             }
         }         
     }
     
     else
     {
            if( (target_BUF[16]<Position_BUF[16])  &&  (target_BUF[17]<Position_BUF[17]) )
            {   
                    target_BUF[16]=Position_BUF[8]+MoveTimeCnt*0.2;        //這相當(dāng)于是一個隨動系統(tǒng)，但不知道那個效果好啊
                    target_BUF[17]=Position_BUF[9]+MoveTimeCnt*0.2;        //到了調(diào)試時按照具體的現(xiàn)象定方案吧
            }                                                                    
        
            PID_M1_SetPoint(target_BUF[16]);      //X方向PID定位目標(biāo)值0
            PID_M1_SetKp(85);         
            PID_M1_SetKi(0);     
            PID_M1_SetKd(2000);

            PID_M2_SetPoint(target_BUF[17]);      //Y方向PID定位目標(biāo)值0
            PID_M2_SetKp(85);         
            PID_M2_SetKi(0);   
            PID_M2_SetKd(2000);
               
            M1.PWM = PID_M1_PosLocCalc(Ball_x);    //   電機一PWM計算
            M2.PWM = PID_M2_PosLocCalc(Ball_y);  //   電機二PWM計算        //但是暫時并沒有使用積分分離，只有積分限幅最后加
            
        if(M1.PWM > POWER1_MAX)  M1.PWM =  POWER1_MAX;
        if(M1.PWM < POWER1_MIN)  M1.PWM =  POWER1_MIN;   
        
        if(M2.PWM > POWER2_MAX)  M2.PWM = POWER2_MAX;
        if(M2.PWM < POWER2_MIN)  M2.PWM = POWER2_MIN;        
        
        
             MotorMove(M1.PWM,M2.PWM);
               
     }



5 上下限 0.8-1.2
1題        
        PID_M1_SetKp(0.07);   
        PID_M1_SetKi(0);     
        PID_M1_SetKd(0.8);
        PID_M2_SetKp(0.07);   
        PID_M2_SetKi(0);        
        PID_M2_SetKd(0.8);      




        PID_M1_SetPoint(Position_BUF[8]);            //X方向PID定位目標(biāo)值0
        PID_M1_SetKp(0.111);   
        PID_M1_SetKi(0.005);     
        PID_M1_SetKd(2);
        
        PID_M2_SetPoint(Position_BUF[9]);       //Y方向PID跟蹤目標(biāo)值sin
        PID_M2_SetKp(0.111);   
        PID_M2_SetKi(0.005);        
        PID_M2_SetKd(2);      
2題     PID_M1_SetPoint(Position_BUF[8]);            //X方向PID定位目標(biāo)值0
        PID_M1_SetKp(0.22);   
        PID_M1_SetKi(0.02);     
        PID_M1_SetKd(1.8);
        
        PID_M2_SetPoint(Position_BUF[9]);       //Y方向PID跟蹤目標(biāo)值sin
        PID_M2_SetKp(0.22);   
        PID_M2_SetKi(0.02);        
        PID_M2_SetKd(1.8);           






void item7()
{            
    static u8 i;
   
    const float priod =4000;                 //單擺周期(毫秒)     1851
    static uint32_t MoveTimeCnt = 0;
   
    float set_x = 0.0;
    float set_y = 0.0;

    float Normalization = 0.0;
    float Omega = 0.0;
   
    MoveTimeCnt += 100;                                   //每100ms運算1次,來源于100ms的定時器函數(shù)  
    Normalization = (float)MoveTimeCnt / priod;     //對單擺周期歸一化
    Omega = 2.0*3.1415926*Normalization;                 //對2π進(jìn)行歸一化處理               
        
   
   
    set_x = R*sin(Omega);                 //計算出X方向當(dāng)前擺角
    set_y = R*sin(Omega+((3.0*3.141592)/2.0));      //計算出Y方向當(dāng)前擺角     3*PI/2   是順時針轉(zhuǎn)圈    用正弦余弦就不用這個關(guān)系啦
     
    set_x=set_x*4+117;
    set_y=set_y*4+116;
   
    PID_M1_SetPoint(set_x);    //X方向PID跟蹤目標(biāo)值sin
    PID_M1_SetKp(0.21);   
    PID_M1_SetKi(0.02);     
    PID_M1_SetKd(2.01);

    PID_M2_SetPoint(set_y);    //Y方向PID跟蹤目標(biāo)值cos
    PID_M2_SetKp(0.21);   
    PID_M2_SetKi(0.02);        
    PID_M2_SetKd(2.01);         
   
            M1.PWM = PID_M1_PosLocCalc(Ball_x);     //   電機一PWM計算
            M2.PWM = PID_M2_PosLocCalc(Ball_y);  //   電機二PWM計算        //但是暫時并沒有使用積分分離，只有積分限幅最后加
   
        if(M1.PWM > POWER1_MAX)  M1.PWM =  POWER1_MAX;
        if(M1.PWM < POWER1_MIN)  M1.PWM =  POWER1_MIN;   
        
        if(M2.PWM > POWER2_MAX)  M2.PWM =  POWER2_MAX;
        if(M2.PWM < POWER2_MIN)  M2.PWM =  POWER2_MIN;              //83   95   107   

          MotorMove(M1.PWM,M2.PWM);
   
   
     //作為一個標(biāo)志，指示系統(tǒng)的運行   
    i++;
    if(i==10)
    {
//              printf("All is well!\r\n");
//        printf("count1=%d\r\n",M1.PWM);
//        printf("count2=%d\r\n",M2.PWM);
            i=0;
    }
       send_data(&set_x,&set_y);     //  一三目標(biāo)   二四實
}

下面是主程序:
  1. /**
  2. **          2017全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽
  3. **/

  5. //記得檢查優(yōu)先級啊，刪減變量   到時候估計PID的選擇也是一個問題啊
  6. /*
  7.                 比賽記錄：
  8.                 整個題目全是在要求在X秒之內(nèi)完成，要停留多少多少秒，可見時間到時候會成為一個很重要的判斷標(biāo)準(zhǔn)
  9.                 而且可以看出     對小球的快速性要求非常高     誰快誰就是王
  10. */

  12. #include "sys.h"

  14. int main(void)
  15. {

  17.        
  18.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  //設(shè)置系統(tǒng)中斷優(yōu)先級分組2       
  19.         NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, NVIC_EncodePriority(5, 0, 0));
  20.   All_init();

  22.                 while(1)
  23.                 {               
  24.                        
  25.                 }

  27. }
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