Проблема с кодом PID, переменная error_x ведет себя странно

Я пытаюсь заставить error_x и error_y отображать разницу между целью и позицией. По какой-то причине я не могу заставить error_x работать правильно. error_y имеет тот же код, но работает корректно. Кто-нибудь может помочь?

Вот код на моем Arduino:

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.print("Starting...\n");
}

int previousTime = 0;
float lastError_x = 0;
float lastError_y = 0;

void loop() {
  //переменные pid
  float Kp = 1;
  float Ki = 0;
  float Kd = 0;
  float pos_x;
  float pos_y;
  float target_x;
  float target_y;
  float error_x;
  float error_y;
  int currentTime;
  int elapsedTime;
  float cumError_x;
  float cumError_y;
  float rateError_x;
  float rateError_y;
  float output_x;
  float output_y;

  //включаем кинематические переменные
  float inVec[4] = {1, -1.5, 3};
  float height = 3.5;
  float B = 4;
  float L = 3;
  float U = 3.5;
  float plateRadius = 5.5;
  float alpha[4] = {0, 0, 0};
  float normVec[4];
  float p1[4] = {0,0,0};
  float p2[4] = {0,0,0};
  float p3[4] = {0,0,0};
  float crosskv[4] = {0,0,0};
  float normSave;
  float dotSave;
  float radius;
  float gamma;
  float beta;

  //последовательные переменные
  char buf[32];
  char str_temp1[6];
  char str_temp2[6];
  char str_temp3[6];


  //КОД ПИКСИЛЬНОЙ КАМЕРЫ (выводит x и y)

  pos_x = 1;
  pos_y = 1;

  // ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛЕВОГО МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ
  //по умолчанию:(0,0)
  target_x = 0;
  target_y = 0;

  //PID CODE (вводит x и y и выводит вектор нормали и высоту)

  error_x = target_x - pos_x;
  error_y = target_y - pos_y;

  dtostrf(error_x, 5, 3, str_temp1);
  dtostrf(error_y, 5, 3, str_temp2);
  sprintf(buf, "error1:%s error2:%s\n", str_temp1, str_temp2);
  Serial.print(buf);

  currentTime = millis();
  elapsedTime = currentTime - previousTime;
  if(elapsedTime==0){elapsedTime = 1;}

  cumError_x += error_x * elapsedTime / 1000;
  cumError_y += error_y * elapsedTime / 1000;
  rateError_x = (error_x - lastError_x)/(elapsedTime/1000);
  rateError_y = (error_y - lastError_y)/(elapsedTime/1000);

  output_x = Kp*error_x + Ki*cumError_x + Kd * rateError_x;
  output_y = Kp*error_y + Ki*cumError_y + Kd * rateError_y;

  inVec[0] = output_x/plateRadius;
  inVec[1] = output_y/plateRadius;
  inVec[2] = plateRadius;

  lastError_x = error_x;
  lastError_y = error_y;
  previousTime = currentTime;

  //INVKINEMATIC (вводит вектор нормали и высоту и выводит альфа-значения)

  normVec[0] = inVec[0]/(sqrt(inVec[0]*inVec[0]+inVec[1]*inVec[1]+inVec[2]*inVec[2]));
  normVec[1] = inVec[1]/(sqrt(inVec[0]*inVec[0]+inVec[1]*inVec[1]+inVec[2]*inVec[2]));
  normVec[2] = inVec[2]/(sqrt(inVec[0]*inVec[0]+inVec[1]*inVec[1]+inVec[2]*inVec[2]));

  p1[0] = normVec[2];
  p1[2] = -1*normVec[0];
  normSave = sqrt(p1[0]*p1[0]+p1[1]*p1[1]+p1[2]*p1[2]);
  p1[0] = plateRadius*p1[0]/normSave;
  p1[1] = plateRadius*p1[1]/normSave;
  p1[2] = plateRadius*p1[2]/normSave;

  crosskv[0] = normVec[1]*p1[2] - normVec[2]*p1[1];
  crosskv[1] = normVec[2]*p1[0] - normVec[0]*p1[2];
  crosskv[2] = normVec[0]*p1[1] - normVec[1]*p1[0];
  dotSave = normVec[0]*p1[0] + normVec[1]*p1[1] + normVec[2]*p1[2];
  p2[0] = -0.5*p1[0] + crosskv[0]*0.866 + normVec[0]*dotSave*1.5;
  p2[1] = -0.5*p1[1] + crosskv[1]*0.866 + normVec[1]*dotSave*1.5;
  p2[2] = -0.5*p1[2] + crosskv[2]*0.866 + normVec[2]*dotSave*1.5;
  normSave = sqrt(p2[0]*p2[0]+p2[1]*p2[1]+p2[2]*p2[2]);
  p2[0] = plateRadius*p2[0]/normSave;
  p2[1] = plateRadius*p2[1]/normSave;
  p2[2] = plateRadius*p2[2]/normSave;

  p3[0] = -0.5*p1[0] + crosskv[0]*-0.866 + normVec[0]*dotSave*1.5;
  p3[1] = -0.5*p1[1] + crosskv[1]*-0.866 + normVec[1]*dotSave*1.5;
  p3[2] = -0.5*p1[2] + crosskv[2]*-0.866 + normVec[2]*dotSave*1.5;
  normSave = sqrt(p3[0]*p3[0]+p3[1]*p3[1]+p3[2]*p3[2]);
  p3[0] = plateRadius*p3[0]/normSave;
  p3[1] = plateRadius*p3[1]/normSave;
  p3[2] = plateRadius*p3[2]/normSave;

  p1[2] = height+p1[2];
  p2[2] = height+p2[2];
  p3[2] = height+p3[2];

  radius = sqrt((p1[0]-B)*(p1[0]-B)+p1[1]*p1[1]+p1[2]*p1[2]);
  gamma = atan2(p1[2],sqrt((p1[0]-B)*(p1[0]-B)+(p1[1])*(p1[1])));
  beta = acos((L*L+radius*radius-U*U)/(2*L*radius));
  alpha[0] = 3.1416 - (gamma + beta);

  radius = sqrt((p2[0]+0.5*B)*(p2[0]+0.5*B)+(p2[1]-0.866*B)*(p2[1]-0.866*B)+(p2[2])*(p2[2]));
  gamma = atan2(p2[2],sqrt((p2[0]+0.5*B)*(p2[0]+0.5*B)+(p2[1]-0.866*B)*(p2[1]-0.866*B)));
  beta = acos((L*L+radius*radius-U*U)/(2*L*radius));
  alpha[1] = 3.1416 - (gamma + beta);

  radius = sqrt((p3[0]+0.5*B)*(p3[0]+0.5*B)+(p3[1]+0.866*B)*(p3[1]+0.866*B)+(p3[2])*(p3[2]));
  gamma = atan2(p3[2],sqrt((p3[0]+0.5*B)*(p3[0]+0.5*B)+(p3[1]+0.866*B)*(p3[1]+0.866*B)));
  beta = acos((L*L+radius*radius-U*U)/(2*L*radius));
  alpha[2] = 3.1416 - (gamma + beta);

  dtostrf(normVec[0], 5, 3, str_temp1);
  dtostrf(normVec[1], 5, 3, str_temp2);
  dtostrf(normVec[2], 5, 3, str_temp3);
  sprintf(buf, "a1:%s a2:%s a3:%s\n", str_temp1, str_temp2, str_temp3);
  Serial.print(buf);

  // ВЫВОД альфа-канала на сервоприводы

  delay(1000);
}

Вот вывод с ошибкой:

Starting...
error1: error2:-1.000
a1:  NAN a2:  NAN a3:

error1: error2:-1.000
a1: a2:-0.033 a3:

error1: error2:-1.000
a1: a2:-0.033 a3:

error1: error2:-1.000
a1: a2:-0.033 a3:

error1: error2:-1.000
a1: a2:-0.033 a3:

, 👍0

Обсуждение

Попробуйте распечатать ошибки напрямую с помощью нескольких операторов Serial.print(), исключив все dtostrf() и sprintf()., @chrisl


1 ответ


Лучший ответ:

0

Рассмотрите возможность увеличения массивов символов. При создании строк, скорее всего, потребуется дополнительный символ для обозначения конца строки. Обычно это нулевой символ или ноль. Если он отсутствует, многие функции, связанные со строками, не увидят конец строки и могут привести к неожиданным результатам.

,

Я думаю, что произошло то, что первый вызов dtostrf() создал правильно сформированную строку. однако нулевой символ, вероятно, оказался в начале следующего массива символов. Что, вероятно, было переписано вторым вызовом dtostrf()., @st2000

Я на самом деле получаю совершенно новую ошибку. Сейчас что-то кажется очень неправильным., @Wes Summers

Теперь последовательный вывод: Sta⸮⸮⸮⸮⸮⸮⸮⸮⸮, @Wes Summers

Итак, первая печать в setup() не работает? Вероятно, что-то еще не так. У вас есть огромное количество поплавков для проекта встроенного процессора. Это требует много памяти. И большинство поплавков являются локальными переменными, поэтому находятся в стеке. Это означает, что память выделяется для них, когда вы запускаете свою программу. Таким образом, нехватку памяти нелегко проверить во время компиляции. Возможно, вам не хватает памяти. Это зависит от фактического использования стека и конкретного процессора, используемого вашей платформой Arduino. Попробуйте сократить количество переменных с плавающей запятой., @st2000

Кроме того, я ценю, что ответ помечен как правильный. Но вы можете удалить это, пока не будет понятно, почему программа не работает, чтобы другие не пропустили ваш вопрос. Отладка программы в стеке обмена вопросами и ответами никогда не работает хорошо, поскольку вопрос обычно меняется со временем, создавая беспорядок в вопросах и ответах. В будущем упростите свою программу до минимума, который по-прежнему дает неожиданные результаты, а затем задайте свой вопрос., @st2000