Subversion Repositories FlightCtrl

Rev

Rev 1141 | Go to most recent revision | Blame | Compare with Previous | Last modification | View Log | RSS feed

/* pitch_neutral.c
 *
 * Copyright 2009 Thomas Jachmann
 */


#include "main.h"
#include "parameter.h"
#include "fc.h"
#include "altcon.h"
#include "pitch.h"
#include "pitch_neutral.h"

#define STATE_STARTUP_WAIT              0x00                    // Init-Timeout beim Einschalten abwarten
#define STATE_STARTUP_INIT              0x01                    // Initialisierung beim Einschalten
#define STATE_BEGIN                     0x02                    // Anfangszustand nach Einschalten der Motoren
#define STATE_INITIALIZING              0x03                    // Initialisierungsphase
#define STATE_MANUAL                    0x04                    // Manuelle Kontrolle, Höhenregelung in Konfiguration deaktiviert
#define STATE_INACTIVE                  0x05                    // Manuelle Kontrolle
#define STATE_WAIT                      0x06                    // Warten auf Einschalten der Höhenregelung
#define STATE_ACTIVATING                0x07                    // Aktivierung der Höhenregelung
#define STATE_ACTIVE                    0x08                    // Höhenregelung ist aktiv


static int      stickValue              = 0;                            // Aktueller Stick-Wert
static int      lastStickValue          = 0;                            // Vorheriger Stick-Wert
static int      pitchOffset             = 0;                            // Aktueller Grundgaswert in Neutralstellung
static char     state                   = STATE_STARTUP_WAIT;           // Zustand
static int      temp;

/* Wird verwendet, um das Umschalten auf automatische Höhenregelung
 * nach Erreichen der Neutralstellung zu verzögern.
 */

static int      pitchNeutralTimer       = PITCH_NEUTRAL_TIMER;


/*
 * Berechnet den aktuellen Pitch-Wert für die Regelung
 *
 * Nach dem Einschalten der FC wird der aktuelle Gas-Stick-Wert gelesen und als Kalibrierungswert
 * für die Neutralstellung gespeichert. Somit spielt die korrekte Trimmung des Sticks auf Senderseite
 * keine Rolle.
 *
 * Nach Einschalten der Motoren geht der Stick in Neutralstellung. Diese Stick-Bewegung wird ignoriert
 * und die Motoren drehen mit dem eingestellten MinGas2. Ausgehend von der Neutralstellung wird nun
 * durch Bewegen des Sticks im oberen Bereich das Gas geregelt.
 *
 * Das erstmalige Aktivieren der automatischen Höhenregelung erfolgt durch Loslassen des Sticks im
 * Schwebeflug. Der zuvor aktuelle Stick-Wert wird als Wert in Neutralstellung übernommen und die
 * automatische Höhenregelung sofort aktiviert.
 *
 * Sobald der Stick die Neutralstellung verläßt, wird die automatische Höhenregelung deaktiviert
 * und der vorige Pitch-Wert als Wert der Neutralstellung übernommen. Der Pitch läßt sich nun
 * über den gesamten Stick-Bereich regeln.
 *
 * Erreicht der Stick ein weiteres Mal die Neutralstellung, wird die automatische Höhenregelung
 * wieder aktiviert, jetzt jedoch immer mit einer zeitlichen Verzögerung. Nur so ist ein
 * ungestörtes manuelles Steuern möglich.
 *
 * Der Pitch-Wert ist innerhalb der Regelung durch ein konfigurierbares Minimalgas nach unten begrenzt.
 * Dieses Minimalgas kann auf einen sehr niedrigen Wert eingestellt sein. Um im Flug nicht unterhalb
 * eines Wertes zu gelangen, der die Lageregelung außer Funktion setzt, wird ein zweiter Wert für
 * Minimalgas konfiguriert, der greift, sobald erstmalig die automatische Höhenregelung aktiviert wurde.
 */

int pitch_neutral_value( void ) {

        int register pitchCount = 0;
       
        // Sind die Motoren eingeschaltet?
        if( MotorenEin ) {

                // Vorigen Stick-Wert merken
                lastStickValue = stickValue;

                /* StickValue exponentiell angleichen, da ausgehend von der Neutralstellung
                 * nur jeweils die halbe Auflösung nach oben und unten zur Verfügung steht. Bei einer
                 * Multiplikation mit 2 ließe sich das Gas im Schwebebereich nicht fein genug einstellen. */

                temp = PPM_in[ EE_Parameter.Kanalbelegung[ K_GAS ] ] - pitch_stickoffset();
                if( temp > 0 ) {
                        temp = temp + ( ( temp * temp ) / 150 );
                } else {
                        temp = temp - ( ( temp * temp ) / 150 );
                }

                // Original-Stick-Wert holen und glätten
                stickValue = ( temp + 2 * lastStickValue ) / 3;

                /* Aktuellen Pitch-Wert berechnen. Der Wert ergibt sich aus dem Pitch-Offset
                 * zuzüglich dem Stick-Wert. */

                pitchCount = stickValue + pitchOffset;

                switch( state ) {
               
                        case STATE_BEGIN:

                                // Schnelles Bewegen aus dem oberen Bereich des Sticks in Neutralstellung
                                if( ( lastStickValue > PARAM_PITCH_STICK_THRESHOLD ) &&
                                    ( lastStickValue - stickValue >= PARAM_PITCH_NEUTRAL_DIFF ) ) {

                                        pitchOffset       = lastStickValue;
                                       
                                        state             = STATE_INITIALIZING;
                                        pitchNeutralTimer = PITCH_NEUTRAL_TIMER;
                                }
                                break;

                        case STATE_INITIALIZING:

                                // Während der Initialisierung das Gas konstant halten
                                pitchCount = pitchOffset;

                                pitchNeutralTimer--;

                                /* Läuft der Timer ab, bevor der Stick die Neutralstellung erreicht,
                                 * wird die Aktion nicht als "schnelles Bewegen in Neutralstellung"
                                 * gedeutet. */

                                if( !pitchNeutralTimer ) {
                                        pitchOffset = 0;
                                        state       = STATE_BEGIN;
                                }

                                // Ist die Neutralstellung erreicht?
                                if( abs( stickValue ) <= PARAM_PITCH_STICK_THRESHOLD ) {

                                        // Ist die Höhenregelung aktiviert?
                                        if( EE_Parameter.GlobalConfig & CFG_HOEHENREGELUNG ) {
                                                state = STATE_ACTIVATING;
                                        } else {
                                                state = STATE_MANUAL;
                                        }
                                }
                                break;

                        /* Wenn die Höhenregelung per Konfiguration deaktiviert ist, verbleibt
                         * die Funktion in diesem Zustand. */

                        case STATE_MANUAL:
                       
                                // Min2-Gas einstellen für Lageregelung bei Minimalgas
                                if( pitchCount < PARAM_PITCH_MIN2 ) {
                                        pitchCount = PARAM_PITCH_MIN2;
                                }
                                break;

                        /* Die Höhenregelung ist per Konfiguration aktiviert, jedoch befindet
                         * sich der Stick außerhalb des als Neutralstellung anerkannten
                         * Wertebereiches. Es wird manuell geregelt. */

                        case STATE_INACTIVE:

                                // Ist ein Restart zulässig?
                                if( PARAM_PITCH_RESTART_ENABLED ) {
                               
                                        /* Wenn der Gashebel ganz unten steht, Timer für Reduzierung des Minimalgaswertes
                                         * starten. Hierfür wird die Variable pitchNeutralTimer verwendet. */

                                        if( PPM_in[ EE_Parameter.Kanalbelegung[ K_GAS ] ] > 35 - 120 ) {
                                                pitchNeutralTimer = PITCH_MIN2_TIMER;
                                        } else {
                                                pitchNeutralTimer--;
                                       
                                                /* Gashebel steht seit PITCH_MIN2_TIMER ganz unten; jetzt erfolgt die Initialisierung. */
                                                if( !pitchNeutralTimer ) {
                                                        state       = STATE_BEGIN;
                                                        pitchOffset = 0;
                                               
                                                        // Signalisieren
                                                        beeptime    = 500;
                                                }
                                        }
                                }
                               
                                // Min2-Gas einstellen für Lageregelung bei Minimalgas
                                if( pitchCount < PARAM_PITCH_MIN2 ) {
                                        pitchCount = PARAM_PITCH_MIN2;
                                }
                               
                                // Stick ist innerhalb der Neutralstellung
                                if( abs( stickValue ) < PARAM_PITCH_STICK_THRESHOLD ) {
                               
                                        // Timer neu setzen
                                        pitchNeutralTimer = PITCH_NEUTRAL_TIMER;
                                        state             = STATE_WAIT;
                                }
                                break;

                        /* Der Stick ist in den für die Neutralstellung gültigen Wertebereich
                         * gelangt. Nun darf innerhalb einer bestimmten Zeit keine Stick-Bewegung
                         * erfolgen, um die automatische Höhenregelung zu aktivieren. */

                        case STATE_WAIT:

                                /* Stick ist innerhalb der Neutralstellung und
                                   Stick-Differenzial ist < 2 */

                                if( abs( stickValue ) < PARAM_PITCH_STICK_THRESHOLD &&
                                    lastStickValue == stickValue ) {
                               
                                        pitchNeutralTimer--;
                                       
                                        if( !pitchNeutralTimer ) {
                                                state = STATE_ACTIVATING;
                                        }

                                // Aktivierungskriterium nicht erfüllt, zurück in INACTIVE
                                } else {
                                        state = STATE_INACTIVE;
                                }
                                break;
                       
                        /* Die automatische Höhenregelung wird jetzt aktiviert. Der aktuelle
                         * Luftdruck wird gespeichert und notwendige Werte für den Regler
                         * werden initialisiert. */

                        case STATE_ACTIVATING:

                                // Höhenregler starten
                                altcon_start();
                               
                                state = STATE_ACTIVE;
                               
                                break;

                        /* Die automatische Höhenregelung ist aktiv. */                
                        case STATE_ACTIVE:

                                // Stick ist außerhalb der Neutralstellung
                                if( abs( stickValue ) > PARAM_PITCH_STICK_THRESHOLD ) {
                                        pitchOffset -= altcon_avgerror() / 4;
                                        pitchCount   = stickValue + pitchOffset;
                                       
                                        // Höhenregler abschalten
                                        altcon_stop();
                                       
                                        state        = STATE_INACTIVE;
                                }
                                break;
                }

        // Motoren sind aus
        } else {
       
                /* Nach dem Einschalten der Motoren darf pitchOffset keinen hohen Wert haben,
                 * da der Kopter sonst sofort hochschießen würde.
                 */

                pitchCount  = 0;
                pitchOffset = 0;
                stickValue  = 0;
                state       = STATE_BEGIN;
        }

        if( pitchOffset < 0 )
                pitchOffset = 0;
               
        // Pitch-Wert darf nicht < 0 sein
        if( pitchCount < 0 ) {
                pitchCount = 0;
        }

        // pitchCount als Debug-Wert rausschreiben
        DebugOut.Analog[26] = stickValue;
        DebugOut.Analog[28] = pitchCount;
        DebugOut.Analog[29] = pitchOffset;

        return pitchCount;
}