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2108 - 1
#include <stdlib.h>
2
#include <avr/io.h>
3
#include "eeprom.h"
4
#include "flight.h"
5
#include "output.h"
6
 
7
// Necessary for external control and motor test
8
#include "uart0.h"
9
#include "timer2.h"
10
#include "analog.h"
11
#include "attitude.h"
12
#include "controlMixer.h"
13
#include "configuration.h"
14
 
15
#define CHECK_MIN_MAX(value, min, max) {if(value < min) value = min; else if(value > max) value = max;}
16
 
17
/*
18
 * target-directions integrals.
19
 */
20
int32_t target[3];
21
 
22
/*
23
 * Error integrals.
24
 */
25
 
26
uint8_t reverse[3];
27
int32_t maxError[3];
28
int32_t IPart[3] = { 0, 0, 0 };
29
PID_t airspeedPID[3];
30
 
31
int16_t controlServos[NUM_CONTROL_SERVOS];
32
 
33
/************************************************************************/
34
/*  Neutral Readings                                                    */
35
/************************************************************************/
36
#define CONTROL_CONFIG_SCALE 10
37
 
38
void flight_setGround(void) {
39
        IPart[PITCH] = IPart[ROLL] = IPart[YAW] = 0;
40
        target[PITCH] = attitude[PITCH];
41
        target[ROLL] = attitude[ROLL];
42
        target[YAW] = attitude[YAW];
43
}
44
 
45
void flight_updateFlightParametersToFlightMode(void) {
46
        debugOut.analog[16] = currentFlightMode;
2135 - 47
 
48
    reverse[PITCH] = staticParams.servosReverse & CONTROL_SERVO_REVERSE_ELEVATOR;
2132 - 49
        reverse[ROLL] = staticParams.servosReverse & CONTROL_SERVO_REVERSE_AILERONS;
50
        reverse[YAW] = staticParams.servosReverse & CONTROL_SERVO_REVERSE_RUDDER;
2108 - 51
 
52
        // At a switch to angles, we want to kill errors first.
53
        // This should be triggered only once per mode change!
54
        if (currentFlightMode == FLIGHT_MODE_ANGLES) {
55
                target[PITCH] = attitude[PITCH];
56
                target[ROLL] = attitude[ROLL];
57
                target[YAW] = attitude[YAW];
58
        }
59
 
60
        for (uint8_t axis=0; axis<3; axis++) {
61
                maxError[axis] = (int32_t)staticParams.gyroPID[axis].iMax * GYRO_DEG_FACTOR;
62
        }
63
}
64
 
65
// Normal at airspeed = 10.
66
uint8_t calcAirspeedPID(uint8_t pid) {
2132 - 67
        //if (!(staticParams.bitConfig & CFG_USE_AIRSPEED_PID)) {
2108 - 68
                return pid;
2132 - 69
        //}
70
                        }
2108 - 71
 
72
void setAirspeedPIDs(void) {
73
        for (uint8_t axis = 0; axis<3; axis++) {
74
                airspeedPID[axis].P = calcAirspeedPID(dynamicParams.gyroPID[axis].P);
75
                airspeedPID[axis].I = calcAirspeedPID(dynamicParams.gyroPID[axis].I); // Should this be???
76
                airspeedPID[axis].D = dynamicParams.gyroPID[axis].D;
77
        }
78
}
79
 
80
/************************************************************************/
81
/*  Main Flight Control                                                 */
82
/************************************************************************/
83
void flight_control(void) {
84
        // Mixer Fractions that are combined for Motor Control
85
        int16_t term[4];
86
 
87
        // PID controller variables
88
        int16_t PDPart[3];
89
 
90
        static int8_t debugDataTimer = 1;
91
 
92
        // High resolution motor values for smoothing of PID motor outputs
93
        // static int16_t outputFilters[MAX_OUTPUTS];
94
 
95
        uint8_t axis;
96
 
97
        setAirspeedPIDs();
98
 
99
        term[CONTROL_THROTTLE] = controls[CONTROL_THROTTLE];
100
 
101
        // These params are just left the same in all modes. In MANUAL and RATE the results are ignored anyway.
2132 - 102
        int32_t tmp;
2108 - 103
 
2132 - 104
        tmp = ((int32_t)controls[CONTROL_ELEVATOR] * staticParams.stickIElevator) >> LOG_STICK_SCALE;
105
        if (reverse[PITCH]) target[PITCH] += tmp; else target[PITCH] -= tmp;
106
 
107
        tmp = ((int32_t)controls[CONTROL_AILERONS] * staticParams.stickIAilerons) >> LOG_STICK_SCALE;
108
        if (reverse[ROLL]) target[ROLL] += tmp; else target[ROLL] -= tmp;
109
 
110
        tmp = ((int32_t)controls[CONTROL_RUDDER] * staticParams.stickIRudder) >> LOG_STICK_SCALE;
111
        if (reverse[YAW]) target[YAW] += tmp; else target[YAW] -= tmp;
112
 
2108 - 113
        for (axis = PITCH; axis <= YAW; axis++) {
114
                if (target[axis] > OVER180) {
115
                        target[axis] -= OVER360;
116
                } else if (target[axis] <= -OVER180) {
117
                        target[axis] += OVER360;
118
                }
119
 
2135 - 120
                int32_t error = attitude[axis] - target[axis];
2108 - 121
 
2132 - 122
#define ROTATETARGET 1
123
// #define TRUNCATEERROR 1
124
 
125
#ifdef ROTATETARGET
2135 - 126
                //if(abs(error) > OVER180) { // doesnt work!!!
127
        if(error > OVER180 || error < -OVER180) {
2132 - 128
                  // The shortest way from attitude to target crosses -180.
129
                  // Well there are 2 possibilities: A is >0 and T is < 0, that makes E a (too) large positive number. It should be wrapped to negative.
130
                  // Or A is <0 and T is >0, that makes E a (too) large negative number. It should be wrapped to positive.
2135 - 131
                  if (error > 0) {
132
                    if (error < OVER360 - maxError[axis]) {
2132 - 133
                      // too much err.
2135 - 134
                      error = -maxError[axis];
2132 - 135
                      target[axis] = attitude[axis] + maxError[axis];
136
                      if (target[axis] > OVER180) target[axis] -= OVER360;
137
                    } else {
138
                      // Normal case, we just need to correct for the wrap. Error will be negative.
2135 - 139
                      error -= OVER360;
2132 - 140
                    }
141
                  } else {
2135 - 142
            if (error > maxError[axis] - OVER360) {
2132 - 143
              // too much err.
2135 - 144
              error = maxError[axis];
2132 - 145
              target[axis] = attitude[axis] - maxError[axis];
146
              if (target[axis] < -OVER180) target[axis] += OVER360;
147
            } else {
148
              // Normal case, we just need to correct for the wrap. Error will be negative.
2135 - 149
              error += OVER360;
2132 - 150
            }
151
                  }
152
                } else {
153
                  // Simple case, linear range.
2135 - 154
                if (error > maxError[axis]) {
155
                  error = maxError[axis];
2132 - 156
                  target[axis] = attitude[axis] - maxError[axis];
2135 - 157
                } else if (error < -maxError[axis]) {
158
              error = -maxError[axis];
2132 - 159
              target[axis] = attitude[axis] + maxError[axis];
160
            }
161
                }
162
#endif
163
#ifdef TUNCATEERROR
2135 - 164
                if (error > maxError[axis]) {
165
                  error = maxError[axis];
166
                } else if (error < -maxError[axis]) {
167
                  error = -maxError[axis];
2132 - 168
                } else {
169
                        // update I parts here for angles mode. I parts in rate mode is something different.
2108 - 170
                }
2132 - 171
#endif
2108 - 172
 
2135 - 173
        debugOut.analog[9+axis] = error / (GYRO_DEG_FACTOR / 10); // in 0.1 deg
174
 
2108 - 175
                /************************************************************************/
176
                /* Calculate control feedback from angle (gyro integral)                */
177
                /* and angular velocity (gyro signal)                                   */
178
                /************************************************************************/
179
                if (currentFlightMode == FLIGHT_MODE_ANGLES || currentFlightMode
180
                                == FLIGHT_MODE_RATE) {
181
                        PDPart[axis] = (((int32_t) gyro_PID[axis]
182
                                        * (int16_t) airspeedPID[axis].P) >> LOG_P_SCALE)
183
                                        + ((gyroD[axis] * (int16_t) airspeedPID[axis].D)
184
                                                        >> LOG_D_SCALE);
185
                } else {
186
                        PDPart[axis] = 0;
187
                }
188
 
189
                if (currentFlightMode == FLIGHT_MODE_ANGLES) {
2135 - 190
                        int16_t anglePart = (int32_t)(error * (int32_t) airspeedPID[axis].I) >> LOG_I_SCALE;
2132 - 191
                        PDPart[axis] += anglePart;
2108 - 192
                }
2132 - 193
 
2108 - 194
                // Add I parts here... these are integrated errors.
2132 - 195
                if (reverse[axis])
196
                  term[axis] = controls[axis] - PDPart[axis]; // + IPart[axis];
197
                else
198
                  term[axis] = controls[axis] + PDPart[axis]; // + IPart[axis];
2108 - 199
        }
200
 
201
        for (uint8_t i = 0; i < NUM_CONTROL_SERVOS; i++) {
202
                int16_t tmp;
203
                if (servoTestActive) {
2132 - 204
                        controlServos[i] = ((int16_t) servoTest[i] - 128) * 8;
2108 - 205
                } else {
206
                        // Follow the normal order of servos: Ailerons, elevator, throttle, rudder.
207
                        switch (i) {
208
                        case 0:
209
                                tmp = term[ROLL];
210
                                break;
211
                        case 1:
212
                                tmp = term[PITCH];
213
                                break;
214
                        case 2:
215
                                tmp = term[THROTTLE];
216
                                break;
217
                        case 3:
218
                                tmp = term[YAW];
219
                                break;
220
                        default:
221
                                tmp = 0;
222
                        }
223
                        // These are all signed and in the same units as the RC stuff in rc.c.
224
                        controlServos[i] = tmp;
225
                }
226
        }
227
 
228
        calculateControlServoValues();
229
 
230
        // +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
231
        // Debugging
232
        // +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
233
        if (!(--debugDataTimer)) {
234
                debugDataTimer = 24; // update debug outputs at 488 / 24 = 20.3 Hz.
235
                debugOut.analog[0] = gyro_PID[PITCH]; // in 0.1 deg
236
                debugOut.analog[1] = gyro_PID[ROLL]; // in 0.1 deg
237
                debugOut.analog[2] = gyro_PID[YAW];
238
 
239
                debugOut.analog[3] = attitude[PITCH] / (GYRO_DEG_FACTOR / 10); // in 0.1 deg
240
                debugOut.analog[4] = attitude[ROLL] / (GYRO_DEG_FACTOR / 10); // in 0.1 deg
241
                debugOut.analog[5] = attitude[YAW] / (GYRO_DEG_FACTOR / 10);
242
 
243
                debugOut.analog[6] = target[PITCH] / (GYRO_DEG_FACTOR / 10); // in 0.1 deg
244
                debugOut.analog[7] = target[ROLL] / (GYRO_DEG_FACTOR / 10); // in 0.1 deg
245
                debugOut.analog[8] = target[YAW] / (GYRO_DEG_FACTOR / 10);
246
 
2135 - 247
            debugOut.analog[12] = term[PITCH];
248
            debugOut.analog[13] = term[ROLL];
249
            debugOut.analog[14] = term[YAW];
250
            debugOut.analog[15] = term[THROTTLE];
2108 - 251
 
252
                //DebugOut.Analog[18] = (10 * controlIntegrals[CONTROL_ELEVATOR]) / GYRO_DEG_FACTOR_PITCHROLL; // in 0.1 deg
253
                //DebugOut.Analog[19] = (10 * controlIntegrals[CONTROL_AILERONS]) / GYRO_DEG_FACTOR_PITCHROLL; // in 0.1 deg
254
                //debugOut.analog[22] = (10 * IPart[PITCH]) / GYRO_DEG_FACTOR; // in 0.1 deg
255
                //debugOut.analog[23] = (10 * IPart[ROLL]) / GYRO_DEG_FACTOR; // in 0.1 deg
256
        }
257
}