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FDR-Core/Core/Src/ladrc.c

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C
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2026-03-08 18:17:14 +08:00
#include "ladrc.h"
/**
* @brief LADRC
*/
void LADRC_Init(LADRC_TypeDef *ladrc, float wc, float wo, float b0, float h, float max) {
// 状态初始化
ladrc->v = 0.0f;
ladrc->y = 0.0f;
ladrc->z1 = 0.0f;
ladrc->z2 = 0.0f;
ladrc->u = 0.0f;
// 参数赋值
ladrc->wc = wc;
ladrc->wo = wo;
ladrc->b0 = b0;
ladrc->h = h;
ladrc->out_max = max;
// 计算观测器增益
ladrc->beta1 = 2.0f * wo;
ladrc->beta2 = wo * wo;
}
/**
* @brief LADRC
*/
float LADRC_Calc(LADRC_TypeDef *ladrc, float actual_val) {
ladrc->y = actual_val;
// 第一部分LESO
float e = ladrc->y - ladrc->z1;
ladrc->z1 += (ladrc->z2 + ladrc->b0 * ladrc->u + ladrc->beta1 * e) * ladrc->h;
ladrc->z2 += (ladrc->beta2 * e) * ladrc->h;
// 第二部分LSEF & 扰动补偿
float u0 = ladrc->wc * (ladrc->v - ladrc->z1);
float out = (u0 - ladrc->z2) / ladrc->b0;
// 第三部分:输出限幅保护
if (out > ladrc->out_max) out = ladrc->out_max;
if (out < -ladrc->out_max) out = -ladrc->out_max;
ladrc->u = out;
return out;
}
/* =====================================================================
* LADRC
* ===================================================================== */
// 实例化 4 个控制器的实体
LADRC_TypeDef ladrc_motors[4];
/**
* @brief LADRC
*/
void FourWheel_LADRC_Init(void)
{
// 1. 唤醒底层电机与编码器硬件
Motor_Init();
// 2. 初始化 4 个控制器的参数 (注意这里的限幅是 1000匹配底层的 PWM_LIMIT)
for(int i = 0; i < 4; i++) {
LADRC_Init(&ladrc_motors[i], 25.0f, 60.0f, 0.2f, 0.01f, 1000.0f);
}
}
/**
* @brief
*/
void FourWheel_Set_Target_RPM(float fl_rpm, float rl_rpm, float fr_rpm, float rr_rpm)
{
ladrc_motors[MOTOR_FL].v = fl_rpm;
ladrc_motors[MOTOR_RL].v = rl_rpm;
ladrc_motors[MOTOR_FR].v = fr_rpm;
ladrc_motors[MOTOR_RR].v = rr_rpm;
}
/**
* @brief ( 10ms )
*/
void FourWheel_LADRC_Control_Loop(void)
{
Motor_Update_RPM(0.01f);
// 静态数组,用来记住上一次的平滑速度
static float filtered_rpm[4] = {0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f};
// 滤波系数 alpha (0.0 ~ 1.0)。越小越平滑,越大越敏捷。
// 0.3 的意思是:相信 30% 的最新数据,保留 70% 的历史数据
const float alpha = 0.3f;
for(int i = 0; i < 4; i++)
{
// 1. 拿到底层的原始狂野转速
float raw_rpm = Get_Motor_RPM((Motor_ID_t)i);
// 2. 软件减震器:一阶低通滤波!
filtered_rpm[i] = (1.0f - alpha) * filtered_rpm[i] + alpha * raw_rpm;
// 3. 把过滤掉毛刺、极其顺滑的速度扔给 LADRC
float pwm_out = LADRC_Calc(&ladrc_motors[i], filtered_rpm[i]);
Set_Motor_Output((Motor_ID_t)i, (int16_t)pwm_out);
}
}