Add Pooh code
This commit is contained in:
parent
6a59f6a463
commit
c9155b1450
276
UML1/superpooh.cpp
Normal file
276
UML1/superpooh.cpp
Normal file
|
@ -0,0 +1,276 @@
|
|||
#include <iostream>
|
||||
#include <cmath>
|
||||
#include <future>
|
||||
#include <thread>
|
||||
#include <chrono>
|
||||
|
||||
using namespace std;
|
||||
|
||||
class PIDImpl
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
// Kp - proportional gain
|
||||
// Ki - Integral gain
|
||||
// Kd - derivative gain
|
||||
// dt - loop interval time
|
||||
// max - maximum value of manipulated variable
|
||||
// min - minimum value of manipulated variable
|
||||
PIDImpl(double dt, double max, double min, double Kp, double Kd, double Ki);
|
||||
~PIDImpl();
|
||||
// Returns the manipulated variable given a setpoint and current process value
|
||||
double calculate(double setpoint, double pv);
|
||||
|
||||
private:
|
||||
double _dt;
|
||||
double _max;
|
||||
double _min;
|
||||
double _Kp;
|
||||
double _Kd;
|
||||
double _Ki;
|
||||
double _pre_error;
|
||||
double _integral;
|
||||
};
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Implementation
|
||||
*/
|
||||
PIDImpl::PIDImpl(double dt, double max, double min, double Kp, double Kd, double Ki) : _dt(dt),
|
||||
_max(max),
|
||||
_min(min),
|
||||
_Kp(Kp),
|
||||
_Kd(Kd),
|
||||
_Ki(Ki),
|
||||
_pre_error(0),
|
||||
_integral(0)
|
||||
{
|
||||
}
|
||||
|
||||
double PIDImpl::calculate(double setpoint, double pv)
|
||||
{
|
||||
|
||||
// Calculate error
|
||||
double error = setpoint - pv;
|
||||
|
||||
// Proportional term
|
||||
double Pout = _Kp * error;
|
||||
|
||||
// Integral term
|
||||
_integral += error * _dt;
|
||||
double Iout = _Ki * _integral;
|
||||
|
||||
// Derivative term
|
||||
double derivative = (error - _pre_error) / _dt;
|
||||
double Dout = _Kd * derivative;
|
||||
|
||||
// Calculate total output
|
||||
double output = Pout + Iout + Dout;
|
||||
|
||||
//std::cout<<"out="<<output<< "Pout = "<< Pout <<" " <<Iout <<" "<< Dout <<std::endl;
|
||||
// Restrict to max/min
|
||||
if (output > _max)
|
||||
output = _max;
|
||||
else if (output < _min)
|
||||
output = _min;
|
||||
|
||||
std::cout << "outB=" << output << std::endl;
|
||||
|
||||
// Save error to previous error
|
||||
_pre_error = error;
|
||||
|
||||
return output;
|
||||
}
|
||||
|
||||
PIDImpl::~PIDImpl()
|
||||
{
|
||||
}
|
||||
|
||||
enum ECmd
|
||||
{
|
||||
ENone,
|
||||
EExit
|
||||
};
|
||||
|
||||
ECmd cmd = ENone;
|
||||
|
||||
int counter = 0;
|
||||
|
||||
float getHZadFromUser()
|
||||
{
|
||||
return 10.;
|
||||
}
|
||||
|
||||
class Bear
|
||||
{
|
||||
float h;
|
||||
float m;
|
||||
float v;
|
||||
float a;
|
||||
|
||||
public:
|
||||
Bear()
|
||||
{
|
||||
v = 0; // m/s
|
||||
a = 0; // m/s2
|
||||
m = 10; // kg
|
||||
h = 0; // Текущая высота
|
||||
}
|
||||
float getH()
|
||||
{
|
||||
return h;
|
||||
}
|
||||
float getV()
|
||||
{
|
||||
return v;
|
||||
}
|
||||
float getM()
|
||||
{
|
||||
return m;
|
||||
}
|
||||
float getA()
|
||||
{
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
virtual void calc(float dt, float extrnForce)
|
||||
{
|
||||
float dh;
|
||||
v = v + a * dt;
|
||||
dh = v * dt;
|
||||
h = h + dh;
|
||||
a = (extrnForce - 9.8 * m) / m; // m * a = mg - F
|
||||
|
||||
if (h < 0)
|
||||
{ // Stay on the ground
|
||||
h = 0.;
|
||||
v = 0.;
|
||||
a = 0.;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void eat(float mass)
|
||||
{
|
||||
m = m + mass;
|
||||
}
|
||||
|
||||
virtual void show()
|
||||
{
|
||||
std::cout << "h=" << h << std::endl;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
class Engine;
|
||||
|
||||
class Engine
|
||||
{
|
||||
float enginePower = 0; // n 0..500 n
|
||||
float maxPower; // n
|
||||
public:
|
||||
Engine(float imaxPower)
|
||||
{
|
||||
enginePower = 0.;
|
||||
maxPower = imaxPower;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void setPower(float enginePowerPercent)
|
||||
{
|
||||
if (enginePowerPercent > 100.)
|
||||
enginePowerPercent = 100;
|
||||
if (enginePowerPercent < -100.)
|
||||
enginePowerPercent = -100;
|
||||
|
||||
enginePower = enginePowerPercent * (maxPower / 100.);
|
||||
}
|
||||
|
||||
float getForce()
|
||||
{
|
||||
return enginePower;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
class SmartFlyingBear : public Bear
|
||||
{
|
||||
PIDImpl *pid;
|
||||
Engine *pengine;
|
||||
float hZad;
|
||||
|
||||
public:
|
||||
SmartFlyingBear(PIDImpl *ppid, Engine *ppengine)
|
||||
{
|
||||
pid = ppid;
|
||||
pengine = ppengine;
|
||||
hZad = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void setHZad(float val)
|
||||
{
|
||||
hZad = val;
|
||||
}
|
||||
|
||||
virtual void calc(float dt, float extrnForce)
|
||||
{
|
||||
float enginePowerPercent = 0;
|
||||
if (pid != nullptr)
|
||||
{
|
||||
enginePowerPercent = pid->calculate(hZad, getH());
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (pengine != nullptr)
|
||||
{
|
||||
pengine->setPower(enginePowerPercent);
|
||||
Bear::calc(dt, extrnForce + pengine->getForce());
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
int model()
|
||||
{
|
||||
|
||||
//PIDImpl pid(0.1, 100, -100, 0.05, 0.001, 0.1);
|
||||
//Bear pooh;
|
||||
SmartFlyingBear superpooh(new PIDImpl(0.1, 100, -100, 0.15, 0.001, 0.01), new Engine(500.));
|
||||
|
||||
float t = 0; // Время моделирования
|
||||
float dt = 0.1; // s
|
||||
float lastT = -5;
|
||||
|
||||
float hZad = 0; // Измененение высоты за шаг моделирования
|
||||
|
||||
while (cmd != EExit)
|
||||
{
|
||||
|
||||
hZad = getHZadFromUser(); // Неблокирующая функция для получения высоты
|
||||
|
||||
if (abs(superpooh.getH() - hZad) < 1 && abs(t - lastT) > 5) {
|
||||
superpooh.eat(0.1);
|
||||
lastT = t;
|
||||
}
|
||||
superpooh.setHZad(hZad);
|
||||
superpooh.show();
|
||||
superpooh.calc(dt, 0);
|
||||
|
||||
t = t + dt;
|
||||
|
||||
std::cout << "Weight = " << superpooh.getM() << std::endl;
|
||||
std::cout << "Velocity = " << superpooh.getV() << std::endl;
|
||||
std::cout << "Acceleration = " << superpooh.getA() << std::endl;
|
||||
std::cout << "===========" << std::endl;
|
||||
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(50));
|
||||
}
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main() {
|
||||
std::thread th(model);
|
||||
char ch;
|
||||
while (cmd != EExit)
|
||||
{
|
||||
std::cout << "Enter command (q to exit)" << std::endl;
|
||||
std::cin >> ch;
|
||||
if (ch == 'q') {
|
||||
cmd = EExit;
|
||||
th.join();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return 0;
|
||||
|
||||
}
|
Loading…
Reference in a new issue