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#include "Speed.h"
//函數名稱： CalculateSpeedTab
//函數功能：計算加減速表
//參數參數：Speed 速度結構體
// V0; //初速度，單位：step/s
// Vt; //末速度，單位：step/s
// S; //路程，單位：step
// t; //加速時間，單位：s
// time; //加速次數單位：次
// *SpeedTab; //加速速度表，速度單位：step/s
// SecSpeedPoint; //減速點單位：step
//返回輸出：速度結構體
static Speed_t CalculateSpeedTab(Speed_t Speed)
{
int i;
double aa; //加加速
int DeltaV; //速度變化量
int tempVt;
//如果速度記錄表的指針為空，說明沒有分配內存
RT_ASSERT(Speed->SpeedTab != RT_NULL);
//各參數是否超范圍
RT_ASSERT(IS_SPEED(Speed->V0, Speed->Vt));
RT_ASSERT(IS_SPACE(Speed->S));
RT_ASSERT(IS_ADDTIMING(Speed->t));
RT_ASSERT(IS_ADDTIME(Speed->time));
//根據加速法則計算末速度
tempVt = LASTVELOCITY(Speed->S / SPEEDPRINCIPLE, Speed->V0, Speed->t);
Speed->Vt = (tempVt > Speed->Vt) ? Speed->Vt : tempVt;
Speed->SecSpeedPoint = ACCELERATESPACE(Speed->V0, Speed->Vt, Speed->t); //計算減速點位置，剩余路程為該值時開始減速
aa = (double)((Speed->Vt - Speed->V0) / 2) //加速度變化拐點時的速度值 a| /|\
* 2 //知道直角三角形面積，逆推三角型高度時將面積*2 | / | \面積為DeltaV
/ (Speed->time / 2) //除以底邊 | / | \
/ (Speed->time / 2); //再除以底邊，得到斜率，即加加速 |/___|___\__time
//開始速度計算
for(i = 0; i < ((Speed->time / 2) + 1); i++)
{
DeltaV = (aa * i * i) / 2; //V = V0 + a * t / 2; a = aa * t;
*(Speed->SpeedTab + i) = Speed->V0 + DeltaV; //當前點的速度
*(Speed->SpeedTab + Speed->time - i) = Speed->Vt - DeltaV; //對稱點的速度
}
return Speed;
}
//函數名稱：TestSpeed
//函數功能：測試速度表計算函數
//函數參數：V0 初速度，單位：轉/min
// Vt 末速度，單位：轉/min
// S 路程，單位：mm
// time 加速次數
//函數返回：無
void TestSpeed(int V0, int Vt, int S, int time)
{
int i;
Speed_t Speed = (Speed_t)rt_malloc(sizeof(struct SPEED));
Speed->V0 = STEPSPEED(V0); //起速
Speed->Vt = STEPSPEED(Vt); //末速
Speed->S = TOTALSTEP(S); //路程
Speed->t = 0.2; //加速時間設為0.2秒
Speed->time = time; //加速次數
Speed->SpeedTab = (int *)rt_malloc(sizeof(int) * (Speed->time + 1)); //根據加速次數申請表格內存，加1，以防用的時候超界
CalculateSpeedTab(Speed); //開始計算
for(i = 0; i < Speed->time; i++)
{
rt_kprintf("SpeedTab[%d] = %d, Acceleration = %d\n"
, i
, *(Speed->SpeedTab + i)
, *(Speed->SpeedTab + i + 1) - *(Speed->SpeedTab + i));
}
rt_kprintf("SpeedTab[%d] = %d\n", i, *(Speed->SpeedTab + i));
rt_free(Speed->SpeedTab);
rt_free(Speed);
}
FINSH_FUNCTION_EXPORT(TestSpeed, Test Speed table calculate);

復制代碼

#ifndef __SPEED_H__
#define __SPEED_H__
#include "rtthread.h"
#include "finsh.h"
/* 三分之一加減速法則：
加速路程不超過三分之一總路程，
這樣做的目的是給減速留有足夠的時間去檢測減速點，
進而實現平穩的將速度減到初速度，
如果在處理速度夠快的情況下，
可以選擇二分之一加減速
*/
//加減速法則，2分之一法則或3分之一法則
#define SPEEDPRINCIPLE 3
//電機最大轉速，單位轉/min
#define MOTOMAXSPEED 1500
//電機每轉對應的傳動距離,單位：mm
#define MOTOROUNDLENGTH 36
//電機最大初速度，初速度超過該值會對電機造成傷害，單位轉/min
#define MOTOMAXSTART 200
//驅動器細分數
#define DRIVERSFRACTION 1
//電機細分數
#define MOTOFRACTION 200
//根據初速度，末速度，以及時間，計算加速路程
#define ACCELERATESPACE(V0,Vt,t) (((V0) + (Vt)) * (t) / 2)
//根據加速路程，初速度，以及時間，計算末速度
#define LASTVELOCITY(S,V0,t) (2 * (S) / (t) - (V0))
//根據電機轉速（轉/min），計算電機步速度（step/s）
#define STEPSPEED(RV) ((RV) * MOTOFRACTION * DRIVERSFRACTION / 60)
//根據長度計算電機所需走的步數，S的單位為mm
#define TOTALSTEP(S) S * MOTOFRACTION * DRIVERSFRACTION / MOTOROUNDLENGTH
struct SPEED
{
int V0; //初速度，單位：step/s
int Vt; //末速度，單位：step/s
long long S; //路程，單位：step
double t; //加速時間，單位：s
int time; //加速次數單位：次
int *SpeedTab; //加速速度表，速度單位：step/s
int SecSpeedPoint; //減速點單位：step(在電機運動過程中，如果剩余路程小于等于該值，那么電機開始減速)
};
typedef struct SPEED * Speed_t;
//各參數范圍值，可以在此設置參數范圍
//初速度大于0小于電機最高起速，末速度大于初速度，小于電機最高轉速
#define IS_SPEED(V0,Vt) (((V0) >= 0) && ((V0) <= STEPSPEED(MOTOMAXSTART)) \
&& ((Vt) >= (V0)) && ((Vt) <= STEPSPEED(MOTOMAXSPEED)))
#define IS_SPACE(S) ((S) > 0)
#define IS_ADDTIMING(t) ((t) > 0)
#define IS_ADDTIME(time) ((time) >= 32) //讓加速次數必須大于等于32，否則計算表格就沒什么意義
#endif

復制代碼

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