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#include "ladrc.h"
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/**
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* @brief 初始化单体 LADRC 参数
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*/
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void LADRC_Init(LADRC_TypeDef *ladrc, float wc, float wo, float b0, float h, float max) {
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// 状态初始化
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ladrc->v = 0.0f;
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ladrc->y = 0.0f;
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ladrc->z1 = 0.0f;
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ladrc->z2 = 0.0f;
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ladrc->u = 0.0f;
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// 参数赋值
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ladrc->wc = wc;
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ladrc->wo = wo;
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ladrc->b0 = b0;
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ladrc->h = h;
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ladrc->out_max = max;
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// 计算观测器增益
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ladrc->beta1 = 2.0f * wo;
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ladrc->beta2 = wo * wo;
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}
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/**
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* @brief 单体 LADRC 核心运算
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*/
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float LADRC_Calc(LADRC_TypeDef *ladrc, float actual_val) {
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ladrc->y = actual_val;
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// 第一部分：LESO
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float e = ladrc->y - ladrc->z1;
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ladrc->z1 += (ladrc->z2 + ladrc->b0 * ladrc->u + ladrc->beta1 * e) * ladrc->h;
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ladrc->z2 += (ladrc->beta2 * e) * ladrc->h;
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// 第二部分：LSEF & 扰动补偿
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float u0 = ladrc->wc * (ladrc->v - ladrc->z1);
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float out = (u0 - ladrc->z2) / ladrc->b0;
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// 第三部分：输出限幅保护
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if (out > ladrc->out_max) out = ladrc->out_max;
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if (out < -ladrc->out_max) out = -ladrc->out_max;
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ladrc->u = out;
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return out;
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}
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/* =====================================================================
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* 针对四轮底盘的 LADRC 扩展调度层
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* ===================================================================== */
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// 实例化 4 个控制器的实体
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LADRC_TypeDef ladrc_motors[4];
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* @brief 一键初始化底层硬件与四个 LADRC
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*/
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void FourWheel_LADRC_Init(void)
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// 1. 唤醒底层电机与编码器硬件
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Motor_Init();
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// 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)
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for(int i = 0; i < 4; i++) {
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LADRC_Init(&ladrc_motors[i], 25.0f, 60.0f, 0.2f, 0.01f, 1000.0f);
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}
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}
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/**
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* @brief 一键下发四个轮子的目标转速
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*/
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void FourWheel_Set_Target_RPM(float fl_rpm, float rl_rpm, float fr_rpm, float rr_rpm)
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{
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ladrc_motors[MOTOR_FL].v = fl_rpm;
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ladrc_motors[MOTOR_RL].v = rl_rpm;
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ladrc_motors[MOTOR_FR].v = fr_rpm;
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ladrc_motors[MOTOR_RR].v = rr_rpm;
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}
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/**
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* @brief 四轮闭环大循环 (强烈建议放在 10ms 的定时器中断内执行)
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*/
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void FourWheel_LADRC_Control_Loop(void)
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{
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Motor_Update_RPM(0.01f);
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// 静态数组，用来记住上一次的平滑速度
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static float filtered_rpm[4] = {0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f};
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// 滤波系数 alpha (0.0 ~ 1.0)。越小越平滑，越大越敏捷。
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// 0.3 的意思是：相信 30% 的最新数据，保留 70% 的历史数据
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const float alpha = 0.3f;
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for(int i = 0; i < 4; i++)
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{
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// 1. 拿到底层的原始狂野转速
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float raw_rpm = Get_Motor_RPM((Motor_ID_t)i);
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// 2. 软件减震器：一阶低通滤波！
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filtered_rpm[i] = (1.0f - alpha) * filtered_rpm[i] + alpha * raw_rpm;
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// 3. 把过滤掉毛刺、极其顺滑的速度扔给 LADRC
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float pwm_out = LADRC_Calc(&ladrc_motors[i], filtered_rpm[i]);
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Set_Motor_Output((Motor_ID_t)i, (int16_t)pwm_out);
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}
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} |