-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
levelings.ts
307 lines (289 loc) · 25.6 KB
/
levelings.ts
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
namespace levelings {
export let lineAlignmentMaxSpeed = 50; // Переменная для хранения максимальной скорости при регулировании на линии
export let lineAlignmentTimeOut = 1000; // Переменная для хранения максимального времени выравнивания
export let lineAlignmentLeftSideKp = 0.4; // Переменная для хранения коэффицента пропорционального регулятора при регулировании на линии левой стороны
export let lineAlignmentLeftSideKi = 0; // Переменная для хранения коэффицента интегорального регулятора при регулировании на линии левой стороны
export let lineAlignmentLeftSideKd = 0; // Переменная для хранения коэффицента дифференциального регулятора при регулировании на линии левой стороны
export let lineAlignmentLeftSideN = 0; // Переменная для хранения коэффицента фильтра дифференциального регулятора при регулировании на линии левой стороны
export let lineAlignmentRightSideKp = 0.4; // Переменная для хранения коэффицента пропорционального регулятора при регулировании на линии правой стороны
export let lineAlignmentRightSideKi = 0; // Переменная для хранения коэффицента интегорального регулятора при регулировании на линии правой стороны
export let lineAlignmentRightSideKd = 0; // Переменная для хранения коэффицента дифференциального регулятора при регулировании на линии правой стороны
export let lineAlignmentRightSideN = 0; // Переменная для хранения коэффицента фильтра дифференциального регулятора при регулировании на линии правой стороны
export let linePositioningMaxSpeed = 50; // Переменная для хранения максимальной скорости при позиционировании на линии
export let linePositioningTimeOut = 1000; // Переменная для хранения максимального времени позиционирования
export let linePositioningKp = 0.5; // Переменная для хранения коэффицента пропорционального регулятора при регулировании на линии левой стороны
export let linePositioningKi = 0; // Переменная для хранения коэффицента интегорального регулятора при регулировании на линии левой стороны
export let linePositioningKd = 0; // Переменная для хранения коэффицента дифференциального регулятора при регулировании на линии левой стороны
export let linePositioningN = 0; // Переменная для хранения коэффицента фильтра дифференциального регулятора при регулировании на линии левой стороны
let distanceBetweenLineSensors = 0; // Переменная для хранения расстояния между датчиками линии
let lineAlignmentOrPositioningLoopDt = 10; // Переменная для хренения времени в мс для итерирования цикла
/**
* Set dt for adjustment cycles during alignment and positioning.
* Установить dt для циклов регулирования при выравнивания и позиционирования.
* @param dt время, за которое цикл регулирования должен выполняться, eg: 10
*/
//% blockId="SetLineAlignmentOrPositioningLoopDt"
//% block="set dt = $dt for line alignment and positioning adjustment loops"
//% block.loc.ru="установить dt = $dt для циклов регулирования выравнивания и позиционирования на линии"
//% inlineInputMode="inline"
//% weight="69"
//% group="Свойства"
export function SetLineAlignmentOrPositioningLoopDt(dt: number) {
lineAlignmentOrPositioningLoopDt = dt;
}
/**
* Set the distance between the two line sensors in mm.
* Установить расстояние между двумя датчиками линии в мм.
* @param dist расстояние между датчиками в мм, eg: 32
*/
//% blockId="SetDistanceBetweenLineSensors"
//% block="set distance $dist mm between line sensors"
//% block.loc.ru="установить расстояние между датчиками линии $dist мм"
//% inlineInputMode="inline"
//% weight="99"
//% group="Свойства"
export function SetDistanceBetweenLineSensors(dist: number) {
distanceBetweenLineSensors = dist;
}
/**
* The alignment on the line is perpendicular.
* Выравнивание на линии перпендикулярно.
* @param lineLocation наезжать спереди на линию или двигаться назад на линию, eg: MovementOnLine.Front
* @param regulatorTime время дорегулирования, eg: 500
* @param recalibrate перекалибровка значений датчиков, eg: false
* @param debug отладка, eg: false
*/
//% blockId="LineAlignment"
//% block="line alignment $lineLocation at $regulatorTime ms||recalibrate $recalibrate|params: $params|debug $debug"
//% block.loc.ru="выравнивание на линии $lineLocation за $regulatorTimeмс||перекалибровать $recalibrate|параметры: $params|отладка $debug"
//% inlineInputMode="inline"
//% expandableArgumentMode="enabled"
//% debug.shadow="toggleOnOff"
//% params.shadow="LineAlignmentEmptyParams"
//% weight="99"
//% group="Линия"
export function LineAlignment(lineLocation: VerticalLineLocation, regulatorTime: number, recalibrate: boolean = false, params?: params.LineAlignmentInterface, debug: boolean = false) {
if (params) { // Если были переданы параметры
if (params.maxSpeed) lineAlignmentMaxSpeed = Math.abs(params.maxSpeed);
if (params.timeOut) lineAlignmentTimeOut = Math.abs(params.timeOut);
if (params.leftKp) lineAlignmentLeftSideKp = params.leftKp;
if (params.leftKi) lineAlignmentLeftSideKi = params.leftKi;
if (params.leftKd) lineAlignmentLeftSideKd = params.leftKd;
if (params.leftN) lineAlignmentLeftSideN = params.leftN;
if (params.rightKp) lineAlignmentRightSideKp = params.rightKp;
if (params.rightKi) lineAlignmentRightSideKi = params.rightKi;
if (params.rightKd) lineAlignmentRightSideKd = params.rightKd;
if (params.rightN) lineAlignmentRightSideN = params.rightN;
}
automation.pid3.setGains(lineAlignmentLeftSideKp, lineAlignmentLeftSideKi, lineAlignmentLeftSideKd); // Установка значений регулятору для левой стороны
automation.pid4.setGains(lineAlignmentRightSideKp, lineAlignmentRightSideKi, lineAlignmentRightSideKd); // Установка значений регулятору для правой стороны
automation.pid3.setDerivativeFilter(lineAlignmentLeftSideN); // Установить фильтр дифференциального регулятора для левой стороны
automation.pid4.setDerivativeFilter(lineAlignmentRightSideN); // Установить фильтр дифференциального регулятора для правой стороны
automation.pid3.setControlSaturation(-100, 100); // Устанавливаем ограничения левому регулятору
automation.pid4.setControlSaturation(-100, 100);// Устанавливаем ограничения правому регулятору
automation.pid3.reset(); // Сброс регулятора левой стороны
automation.pid4.reset(); // Сброс регулятора правой стороны
control.timer7.reset(); // Сброс таймера
const timeOut = (regulatorTime > lineAlignmentTimeOut ? regulatorTime : lineAlignmentTimeOut); // Максимальное время регулирования для защиты
const regulatorMultiplier = (lineLocation == VerticalLineLocation.Front ? -1 : 1); // MovementOnLine.Front - линия спереди, а MovementOnLine.Backword - назад
let isOnLine = false; // Переменная флажок, что робот на линии датчиками для включения даймера дорегулирования
let prevTime = 0; // Переменная времени за предыдущую итерацию цикла
while (control.timer7.millis() < timeOut) { // Цикл работает пока время не вышло
let currTime = control.millis(); // Текущее время
let dt = currTime - prevTime; // Время за которое выполнился цикл
prevTime = currTime; // Новое время в переменную предыдущего времени
if (isOnLine && control.timer8.millis() >= regulatorTime) break; // Условие выхода из цикла при дорегулировании
let refLeftLS = sensors.GetNormalizedReflectionValue(LineSensor.Left, recalibrate); // Нормализованное значение с левого датчика линии
let refRightLS = sensors.GetNormalizedReflectionValue(LineSensor.Right, recalibrate); // Нормализованное значение с правого датчика линии
let errorL = motions.lineFollowSetPoint - refLeftLS, errorR = motions.lineFollowSetPoint - refRightLS; // Вычисляем ошибки регулирования
if (!isOnLine && Math.abs(errorL) <= motions.lineFollowSetPoint && Math.abs(errorR) <= motions.lineFollowSetPoint) { // Включаем таймер дорегулирования при достежении ошибки меньше порогового знначения
isOnLine = true; // Переменная флажок, о начале дорегулирования
control.timer8.reset(); // Сброс таймера дорегулирования
music.playToneInBackground(294, 100); // Сигнал о том, что пороговое значение ошибки (нахождения линии) достигнуто
}
automation.pid3.setPoint(errorL); automation.pid4.setPoint(errorR); // Передаём ошибки регуляторам
let uL = automation.pid3.compute(dt, 0) * regulatorMultiplier; // Регулятор левой стороны
let uR = automation.pid4.compute(dt, 0) * regulatorMultiplier; // Регулятор правой стороны
uL = Math.constrain(uL, -lineAlignmentMaxSpeed, lineAlignmentMaxSpeed); // Ограничиваем скорость левой стороны
uR = Math.constrain(uR, -lineAlignmentMaxSpeed, lineAlignmentMaxSpeed); // Ограничиваем скорость правой стороны
chassis.setSpeedsCommand(uL, uR); // Передаём управляющее воздействие на моторы
if (debug) { // Отладка
brick.clearScreen();
brick.showValue("refLeftLS", refLeftLS, 1);
brick.showValue("refRightLS", refRightLS, 2);
brick.showValue("errorL", errorL, 3);
brick.showValue("errorR", errorR, 4);
brick.showValue("uL", uL, 5);
brick.showValue("uR", uR, 6);
brick.showValue("dt", dt, 12);
}
control.pauseUntilTime(currTime, lineAlignmentOrPositioningLoopDt); // Ждём N мс выполнения итерации цикла
}
music.playToneInBackground(Note.E, 250); // Сигнал о завершении
// chassis.ChassisStop(true);
chassis.stop(true);
}
/**
* Positioning (alignment) by sensors on the line.
* Позиционирование (выравнивание) датчиками на линии.
* @param regTime время регулирования, eg: 500
* @param debug отладка, eg: false
*/
//% blockId="LinePositioning"
//% block="positioning on line at $regTime ms||debug $debug"
//% block.loc.ru="спозиционироваться на линии за время $regTime мс||отладка $debug"
//% inlineInputMode="inline"
//% expandableArgumentMode="enabled"
//% debug.shadow="toggleOnOff"
//% params.shadow="LineAlignmentEmptyParams"
//% weight="98"
//% group="Линия"
export function LinePositioning(regTime: number, params?: params.LinePositioningInterface, debug: boolean = false) {
if (params) { // Если были переданы параметры
if (params.maxSpeed) linePositioningMaxSpeed = Math.abs(params.maxSpeed);
if (params.timeOut) linePositioningTimeOut = Math.abs(params.timeOut);
if (params.Kp) linePositioningKp = params.Kp;
if (params.Ki) linePositioningKi = params.Ki;
if (params.Kd) linePositioningKd = params.Kd;
if (params.N) linePositioningN = params.N;
}
automation.pid1.setGains(linePositioningKp, linePositioningKi, linePositioningKd); // Установка значений регулятору
automation.pid1.setDerivativeFilter(linePositioningN); // Установить фильтр дифференциального регулятора
automation.pid1.setControlSaturation(-100, 100); // Ограничение ПИДа
automation.pid1.reset(); // Сброс ПИДа
control.timer7.reset(); // Сброс таймера
const timeOut = (regTime > linePositioningTimeOut ? regTime : linePositioningTimeOut); // Максимальное время регулирования для защиты
let isOnLine = false; // Переменная флажок для включения даймера дорегулирования
let prevTime = 0; // Переменная времени за предыдущую итерацию цикла
while (control.timer7.millis() < linePositioningTimeOut) { // Пока время не вышло
let currTime = control.millis(); // Текущее время
let dt = currTime - prevTime; // Время за которое выполнился цикл
prevTime = currTime; // Новое время в переменную предыдущего времени
if (isOnLine && control.timer8.millis() >= regTime) break; // Условие выхода из цикла при дорегулировании
let refLeftLS = sensors.GetNormalizedReflectionValue(LineSensor.Left); // Нормализованное значение с левого датчика линии
let refRightLS = sensors.GetNormalizedReflectionValue(LineSensor.Right); // Нормализованное значение с правого датчика линии
let error = refLeftLS - refRightLS; // Находим ошибку
if (!isOnLine && Math.abs(error) <= motions.lineFollowSetPoint) { // Включаем таймер дорегулирования при достежении ошибки меньше порогового значения
isOnLine = true; // Переменная флажок, о начале дорегулирования
control.timer8.reset(); // Сброс таймера дорегулирования
music.playToneInBackground(294, 100); // Сигнал о том, что пороговое значение ошибки достигнуто
}
automation.pid1.setPoint(error); // Устанавливаем ошибку в регулятор
let u = automation.pid1.compute(dt, 0); // Вычисляем и записываем значение с регулятора
u = Math.constrain(u, -linePositioningMaxSpeed, linePositioningMaxSpeed); // Ограничиваем скорость
chassis.setSpeedsCommand(u, -u); // Передаём управляющее воздействие на моторы
if (debug) { // Отладка
brick.clearScreen();
brick.showValue("refLeftLS", refLeftLS, 1);
brick.showValue("refRightLS", refRightLS, 2);
brick.showValue("error", error, 3);
brick.showValue("u", u, 4);
brick.showValue("dt", dt, 12);
}
control.pauseUntilTime(currTime, lineAlignmentOrPositioningLoopDt); // Ждём N мс выполнения итерации цикла
}
music.playToneInBackground(Note.E, 250); // Сигнал о завершении
// chassis.ChassisStop(true);
chassis.stop(true);
}
/**
* Alignment on the line in motion.
* Don't use high speeds. Alignment is also maintained when moving backwards.
* Выравнивание на линии в движении.
* Не используйте большие скорости. Поддерживается и выравнивание при движении назад.
* @param speed скорость движения, eg: 30
* @param actionAfterMotion действие после, eg: AfterMotionShort.BreakStop
* @param debug отладка, eg: false
*/
//% blockId="LineAlignmentInMotion"
//% block="align with the line while moving on $speed\\% after motion $actionAfterMotion||debug $debug"
//% block.loc.ru="выравниться на линии в движении на $speed\\% c действием после $actionAfterMotion||отладка $debug"
//% expandableArgumentMode="enabled"
//% inlineInputMode="inline"
//% speed.shadow="motorSpeedPicker"
//% debug.shadow="toggleOnOff"
//% weight="97"
//% group="Линия"
export function LineAlignmentInMotion(speed: number, actionAfterMotion: AfterMotionShort, debug: boolean = false) {
// https://www.youtube.com/watch?v=DOPXPuB7Xhs
if (distanceBetweenLineSensors <= 0) {
chassis.stop(true);
music.playSoundEffect(sounds.systemGeneralAlert);
control.panic(10);
} else if (speed == 0) {
chassis.stop(true);
return;
}
let lMotEncPrev = chassis.leftMotor.angle(), rMotEncPrev = chassis.rightMotor.angle(); // Значения с энкодеров моторов до запуска
let firstSide: string = null; // Инициализируем переменную для хранения какая сторона первой заехала на линию
let encLeftMot1 = 0, encLeftMot2 = 0, encRightMot1 = 0, encRightMot2 = 0; // Инициализируем переменную хранения значения с энкодеров моторов
let a = 0, b = distanceBetweenLineSensors, c = 0;
motions.ChassisControlCommand(0, speed); // Команда двигаться вперёд
let prevTime = 0; // Переменная времени за предыдущую итерацию цикла
// Первая часть - датчик, который замечает линию первым
while (true) { // В цикле ждём, чтобы один из датчиков заметил линию
let currTime = control.millis(); // Текущее время
let dt = currTime - prevTime; // Время за которое выполнился цикл
prevTime = currTime; // Новое время в переменную предыдущего времени
let refLeftLS = sensors.GetNormalizedReflectionValue(LineSensor.Left); // Нормализованное значение с левого датчика линии
let refRightLS = sensors.GetNormalizedReflectionValue(LineSensor.Right); // Нормализованное значение с правого датчика линии
if (refLeftLS <= motions.lineRefTreshold) { // Левый датчик первый нашёл линию
firstSide = "LEFT_SIDE";
encRightMot1 = chassis.rightMotor.angle() - rMotEncPrev; // Считываем угол
music.playToneInBackground(Note.D, 50); // Сигнал для понимация завершения
break;
} else if (refRightLS <= motions.lineRefTreshold) { // Правый датчик первый нашёл линию
firstSide = "RIGHT_SIDE";
encLeftMot1 = chassis.leftMotor.angle() - lMotEncPrev; // Считываем угол
music.playToneInBackground(Note.D, 50); // Сигнал для понимация завершения
break;
}
control.pauseUntilTime(currTime, lineAlignmentOrPositioningLoopDt); // Ждём N мс выполнения итерации цикла
}
music.playToneInBackground(Note.E, 100); // Сигнал для понимация, что вышли из первого цикла
prevTime = 0; // Переменная предыдущего времения для цикла регулирования
while (true) { // Ждём, чтобы датчик с другой стороны нашёл линию
let currTime = control.millis(); // Текущее время
let dt = currTime - prevTime; // Время за которое выполнился цикл
prevTime = currTime; // Новое время в переменную предыдущего времени
let refLeftLS = sensors.GetNormalizedReflectionValue(LineSensor.Left); // Нормализованное значение с левого датчика линии
let refRightLS = sensors.GetNormalizedReflectionValue(LineSensor.Right); // Нормализованное значение с правого датчика линии
if (firstSide == "LEFT_SIDE") {
if (refRightLS <= motions.lineRefTreshold) { // Левый датчик нашёл линию
encRightMot2 = chassis.rightMotor.angle() - rMotEncPrev; // Считываем угол по новой
a = Math.abs(encRightMot2 - encRightMot1); // Рассчитываем длину стороны a в тиках энкодера
break;
}
} else if (firstSide == "RIGHT_SIDE") {
if (refLeftLS <= motions.lineRefTreshold) { // Левый датчик нашёл линию
encLeftMot2 = chassis.leftMotor.angle() - lMotEncPrev; // Считываем угол по новой
a = Math.abs(encLeftMot2 - encLeftMot1); // Рассчитываем длину стороны a в тиках энкодера
break;
}
}
control.pauseUntilTime(currTime, lineAlignmentOrPositioningLoopDt); // Ждём N мс выполнения итерации цикла
}
music.playToneInBackground(Note.E, 100); // Сигнал для понимация, что вышли из второго цикла
if (debug) {
chassis.stop(true); // Жёсткое торможение для теста
pause(1000);
}
a = (a / 360) * Math.PI * chassis.getWheelRadius(); // Перевести в мм пройденное значение
const alpha = Math.atan(a / b) * (180.0 / Math.PI); // Рассчитываем угол альфа в радианах и переводим в градусы
if (firstSide == "LEFT_SIDE") chassis.pivotTurn(alpha, speed, WheelPivot.LeftWheel);
else if (firstSide == "RIGHT_SIDE") chassis.pivotTurn(alpha, speed, WheelPivot.RightWheel);
if (debug) { // Выводим на экран расчёты
brick.clearScreen();
brick.printValue("encLeftMot1", encLeftMot1, 1);
brick.printValue("encLeftMot2", encLeftMot2, 2);
brick.printValue("encRightMot1", encRightMot1, 3);
brick.printValue("encRightMot2", encRightMot2, 4);
brick.printValue("a", a, 5);
brick.printValue("b", b, 6);
brick.printValue("alpha", alpha, 7);
}
music.playToneInBackground(Note.D, 250); // Сигнал для понимация завершения
motions.ActionAfterMotion(speed, actionAfterMotion); // Действие после цикла управления
if (debug) pause(3000);
}
}