課題プログラム実行例とヒント

１．位置決め制御（ステップ入力）の例　　　　　　実行ファイル例positioning.MOT

実行結果例
160msec程度で目標位置に達し，270msecには目標位置に停止している。
Time：時刻[msec]
PWMvalue：その時刻におけるPWM値
Position：その時刻におけるモータ角度
Velocity：その時刻におけるモータ角速度（5msec前のモータ角度と現在の角度との差）

以下の設定でpositioning.MOTを実行
position feedback gain kp= 10
velocity feedback gain kd= 40
integral feedback gain ki=  0

位置決め制御（ステップ入力）の例

ヒント

位置決め制御（ステップ入力）の枠組み（未完成）

/********************************************************** プログラムの説明 　１）カウンタ値0の位置からモータを駆動し，カウンタ値が800の位置でモータを 　　　止める。 　２）モータ駆動直前に角度センサのカウンタをクリアする。 　３）正確に800の位置に止められなくてもできるだけ800に近い位置に止める。 　４）この作業は何回でも繰返し出来るようにする。 　５）モータ起動時および起動後0.01秒ごとに，その時の時刻，PWM値，角度，角度 　　　差分を表示する。 　　（この表示はキャプチャして，Excelでグラフ化し，これも提出すること） 　６）角度はその時刻のカウンタ値，角度差分は0.005秒間のカウンタ値の差分とす 　　　る。 　７）時刻，PWM値，角度，角度差分の表示はモータ起動1秒後までとする。 　８）角度，角度差分の表示は割り込み関数内で行なってはいけない。 　　（割り込み関数は出来るだけ作業を短時間に終わりたいからである） 　９）PWM値の更新は0.005秒ごとに行なうことが出来るようにする。 　１０）モータ停止位置は800であるが，キーボードからどのような値（負でもよい） 　　　でも設定できるようにする。 　　（16ビットカウンタで指定できる範囲） **********************************************************/ #include "h8-01.h" /**********不足している関数をここに取り込む**********/ #define PWM_MAX 1000 volatile int x;                  /*割り込み時位置*/ volatile int oldx;               /*前回割り込み時位置*/ volatile int v;                  /*位置差分（速度）*/ volatile int pwmvalue;           /*モータ指令値*/ volatile int requestDisplaydata; /*表示リクエスト*/ int thePosition=800;             /*目標値*/ volatile int timecounter;        /*制御開始時点からの時間[msec]*/ volatile int tick;               /*表示を10msecごとにするための変数*/ void setConstants(void) {     /*　ここで必要な定数の設定を行なうと良い               　*/     /*　nankanoteisuu=getIntSCI1("input nankanoteisuu-->");　*/     /*　のような記述もよいでしょう                         　*/ } void setReference(void) /*ここでは目標値を設定する*/ {     thePosition=getIntSCI1("input reference(-10000..10000)--> "); } void controlMotor(void) {     timecounter=0;     pwmvalue=0;x=0;oldx=0,v=0;     requestDisplaydata=1;     tick=1;     clearPhaseCounter();                         /* counter(ITUch2)クリア*/     SCI1_printf("Time(msec) PWMvalue Position Velocity\n");     E_INT();                                     /* CPU割り込み許可*/     startTimer1();                               /* 割り込みカウンタスタート*/     do {         if (requestDisplaydata) {             SCI1_printf("%5d%5d%5d%5d\n",timecounter,pwmvalue,x,v);             requestDisplaydata=0;         }     } while(timecounter<=1000);     stopTimer1();                                /* 割り込タイマストップ*/     D_INT();                                     /*割り込み禁止*/     driveMotor(0); } main() {     int key=-1;     initSCI1();          /*SCI1初期化*/     initPhaseCounter();  /*Rotaryencoder counter ITUch2初期化*/     init_pwm3(PWM_MAX);  /*PWMの初期設定*/     initTimer1Int(5000); /* 5msecごとの割り込み関数起動を設定*/     while (1) {         SCI1_printf("\n\n***   Motor Control Program by namename   ***\n");         SCI1_printf("1 set constants\n");         SCI1_printf("2 set reference\n");         SCI1_printf("3 execute!!\n");         do {key=getCharSCI1();} while(key<'1'||'3'<key);         SCI1_printf("\n");         if (key=='1') setConstants();         else if (key=='2') setReference();         else if (key=='3') controlMotor();     } } void interrupt_cfunc() /*割り込みルーチン　この関数名は固定*/ {     x=getPhaseCounter();     /*位相カウンタの読み出し*/     v=x-oldx;     oldx=x;     /*　ここにpwmvalueを作るコードを書く　　　　*/     /*　このプログラムの一番大事なコードである　*/     /*　ここにpwmvalueを作るコードを書く　　　　*/     /*　このプログラムの一番大事なコードである　*/     /*　ここにpwmvalueを作るコードを書く　　　　*/     /*　このプログラムの一番大事なコードである　*/     driveMotor(pwmvalue); /*モータ指令値出力*/     timecounter+=5; /*5msecの割り込み周期なので*/     tick=1-tick;    /*5msecの割り込み周期なので1回おきに表示要求を出す*/     if (tick) requestDisplaydata=1; }

２．プログラム制御（ランプ応答）の例　　　　　　　　実行ファイル例velocity.MOT

実行結果例
起動直後に増加中の目標値に遅れるが，170msecほどで追いつき，その後は目標値の変化に追従している。
Time：時刻[msec]
PWMvalue：その時刻におけるPWM値
Reference：その時刻における目標値
Position：その時刻におけるモータ角度
Velocity：その時刻におけるモータ角速度（5msec前のモータ角度と現在の角度との差）

以下の設定でvelocity.MOTを実行
position feedback gain kp= 10
velocity feedback gain kd= 40
integral feedback gain ki=  3

プログラム制御（ランプ応答）の例

ヒント

位置決め制御（ランプ入力）の枠組み（未完成）

/********************************************************** プログラムの説明 　１）カウンタ値0の位置からモータを駆動し，0.005秒ごとに，カウンタ値が20ず 　　　つ増加するようにする。 　　（0.000秒：0　0.005秒：20　0.010秒：40　0.015秒：60　0.020秒：80　．． 　　　　．．．） 　２）モータ駆動直前に角度センサのカウンタをクリアする。 　３）正確に予定した時刻に予定した位置を通過しなくてもよいが，できるだけこ 　　　のような軌跡になるようにする。 　４）モータ起動時および起動後0.005秒ごとに，その時の時刻，PWM値，角度目標 　　　値，角度，角度差分を表示する。 　　（この表示はキャプチャして，Excelでグラフ化し，これも提出すること） 　５）角度はその時刻のカウンタ値，角度差分は0.005秒間のカウンタ値の差分とす 　　　る。 　６）PWM値，角度，角度差分の表示はモータ起動1秒後までとする。 　７）角度，角度差分の表示は割り込み関数内で行なってはいけない。 　　（割り込み関数は出来るだけ作業を短時間に終わりたいからである） 　８）PWM値の更新は0.005秒ごとに行なうことが出来るようにする。 　９）モータは起動後1秒後に停止することにし，この作業は何回でも実行できるよ 　　　うにする。 　１０）カウンタ値の増分は20であるが，キーボードから-30〜30程度を入力して， 　　　任意の値に出来るようにしておくこと **********************************************************/ #include "h8-01.h" /**********不足している関数をここに取り込む**********/ #define PWM_MAX 1000 volatile int x;                  /*割り込み時位置*/ volatile int oldx;               /*前回割り込み時位置*/ volatile int v;                  /*位置差分（速度）*/ volatile int pwmvalue;           /*モータ指令値*/ volatile int requestDisplaydata; /*表示リクエスト*/ volatile int thePosition=0;      /*目標値*/ volatile int delta=20;           /*目標値増分*/ volatile int timecounter;        /*制御開始時点からの時間[msec]*/ volatile int tick;               /*表示を10msecごとにするための変数*/ void setConstants(void) {     /*　ここで必要な定数の設定を行なうと良い               　*/     /*　nankanoteisuu=getIntSCI1("input nankanoteisuu-->");　*/     /*　のような記述もよいでしょう                         　*/ } void setDelta(void) /*ここでは目標値の5msecごとの増分を設定する*/ {     delta=getIntSCI1("input position difference [delta=](-30..30)--> "); } void controlMotor(void) {     timecounter=0;     pwmvalue=0;x=0;oldx=0,v=0;     requestDisplaydata=1;     tick=1;     thePosition=0;     clearPhaseCounter();                         /* counter(ITUch2)クリア*/     SCI1_printf("Time(msec) PWMvalue reference Position velocity\n");     E_INT();                                     /* CPU割り込み許可*/     startTimer1();                               /* 割り込みカウンタスタート*/     do {         if (requestDisplaydata) {             SCI1_printf("%5d%5d%5d%5d%5d\n",timecounter,pwmvalue,thePosition,x,v);             requestDisplaydata=0;         }     } while(timecounter<=1000);     stopTimer1();                                /* 割り込みタイマストップ*/     D_INT();                                     /*割り込み禁止*/     driveMotor(0); } main() {     int key=-1;     initSCI1();          /*SCI1初期化*/     initPhaseCounter();  /*Rotaryencoder counter ITUch2初期化*/     init_pwm3(PWM_MAX);  /*PWMの初期設定*/     initTimer1Int(5000); /* 5msecごとの割り込み関数起動を設定*/     while (1) {         SCI1_printf("\n\n***   Motor Driving with PID control by Kosaka   ***\n");         SCI1_printf("1 set constants\n");         SCI1_printf("2 set delta\n");         SCI1_printf("3 execute!!\n");         do {key=getCharSCI1();} while(key<'1'||'3'<key);         SCI1_printf("\n");         if (key=='1') setConstants();         else if (key=='2') setDelta();         else if (key=='3') controlMotor();     } } void interrupt_cfunc() /*割り込みルーチン　この関数名は固定*/ {     thePosition+=delta;  /*目標値が増加する*/     x=getPhaseCounter();     /*位相カウンタの読み出し*/     v=x-oldx;     oldx=x;     /*　ここにpwmvalueを作るコードを書く　　　　*/     /*　このプログラムの一番大事なコードである　*/     /*　ここにpwmvalueを作るコードを書く　　　　*/     /*　このプログラムの一番大事なコードである　*/     /*　ここにpwmvalueを作るコードを書く　　　　*/     /*　このプログラムの一番大事なコードである　*/     driveMotor(pwmvalue); /*モータ指令値出力*/     timecounter+=5; /*5msecの割り込み周期なので*/     tick=1-tick;    /*5msecの割り込み周期なので1回おきに表示要求を出す*/     if (tick) requestDisplaydata=1; }