# ql-control-hero

**Repository Path**: wizard-lhx/ql-control-hero

## Basic Information

- **Project Name**: ql-control-hero
- **Description**: 齐鲁战队英雄电控程序
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2023-09-18
- **Last Updated**: 2023-12-10

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 齐鲁战队英雄电控程序
## 1 英雄机器人使用说明
![遥控器](./image/遥控器.jpg)
### 1.1 开关说明
1. 右边打到最上面所有电调输出电流为零，起到保护开关的作用。右边中间为底盘跟随云台的遥控器遥控模式，云台转到哪个角度，底盘就转到哪个角度。右边下面为学以致用比赛模式。
2. 左边打到最上面为学以致用比赛赛题一模式，底盘会相应上位机输入的位置和角度。左边达到中间是学以致用比赛赛题二模式，底盘不会响应位置输入，只有云台响应角度输入。
3. 在右边开关在中间位置时，响应遥控器输入，右摇杆四个方向分别对应车子前后左右移动。左摇杆上下打对应云台俯仰角增大减小，左右打对应云台偏航角左偏右偏。同时由于没有滑环，底盘需要跟随云台，所以底盘也会旋转到对应角度。

### 1.2 学以致用比赛 UWB 摆放说明
![UWB](./image/UWB.png)
左下角开始数顺时针摆放的位置依次是 0，1，2，3。


## 2 程序说明
工程分为三层，APP 层是各个控制任务，BSP 层是各种算法，外设的驱动，MCU 层是使用 CubeMX 创建的单片机最底层的外设驱动。我认为将 CubeMX 创建的底层驱动工程与最终任务工程分开使得不用直接在 CubeMX 创建的文件里写（感觉很别扭），需要将自己写的代码写在一些注释区域里，否则用 CubeMX 重新构建底层驱动时会把自己写的东西覆盖。
### 2.1 开发环境
 - Toolchain/IDE : MDK-ARM V5
 - STM32F4xx_DFP Packs:2.17.0
 - STM32CubeMx:6.9.1
 - package version: STM32Cube FW_F4 V1.27.1
 - FreeRTOS version: 10.3.1
 - CMSIS-RTOS version: 2
### 2.2 调试器推荐
进行 pid 调节时使用 jlink 结合 ozone 可以实时查看数据波形，同时可以导出 csv 数据进行分析。

## 3 调试过程遇到问题
### 3.1 时钟源
时钟源选择错误，首先是陶瓷晶振选成了自己的 Bypass 晶振。然后晶振的频率选择不对 12M 选成了 8M，这两个原因都导致时钟树初始化时进入了错误中断（Error_Handle）中。
### 3.2 大疆遥控器波特率
应该是 10k 的波特率。（设成了 115200）。
### 3.3 姿态解算
1. 使用 AHRS 算法解算，需要定时执行解算任务，然后将陀螺仪加速度计数据单位转换好后，就可以完成。
2. 同时陀螺仪的零飘问题很影响姿态解算，需要计算静置一段时间计算陀螺仪数据平均值，然后减去零偏。
### 3.4 底盘跟随云台
#### 3.4.1 云台控制
云台进行双环的控制，外环是角度环，内环是速度环。外环的反馈值为姿态解算的姿态角，内环反馈值为陀螺仪的角速度。调节 pid 参数时，先调内环，再调外环。进行 yaw 轴速度控制时，设定值给零，调节到突然给云台一个力，云台能快速停下。角度控制时给定一个角度，很难掰动云台。同时调节时无论是内环还是外环，都要进行限幅，例如当角度超过一定值时，电机电流全为零。进行 pitch 轴速度控制时，结合得到的 pitch 角，小于一定角度时给往上的速度，大于一定角度时给往下的速度，调节到云台能匀速点头。角度控制时同 yaw 轴调节方法一样。限幅也同样需要。
#### 3.4.2 底盘控制
底盘跟随时，控制量是云台与底盘的角度差，这个可以通过 yaw 轴电机的编码器获得。所以跟随的思路就是云台角度与设定值有差先转，底盘与云台有角度差后转，云台调节到指定角度，但底盘还没有时，由于底盘还继续转动，云台会回转。总的来说就是，云台 yaw 角控制量是姿态解算的角度，底盘的控制量是电机编码值与底盘位于正前方编码器值的差。
### 3.5 串口接收数据
当接收大量数据时，频繁的进入串口中断，CPU 还要有大量任务时就不行。可以使用 DMA 接收，接收到数据时 DMA 自动将数据移到指定位置，可以在 DMA 完成和半完成中断或任务中完成数据的处理。
### 3.6 绝对编码器数值跳变
由于绝对编码器会有从最小值跳到最大值的问题，所以有时需要进行判断，例如 M3508 拨弹电机需要进行角度控制时，编码器从 0 跳到 8191，并不是转了一圈而是转过了一点。