1 | #include <itpp/itbase.h> |
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2 | #include <estim/libKF.h> |
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3 | |
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4 | #include "ekf_obj.h" |
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5 | |
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6 | double minQ(double Q){if (Q>1.0){ return 1.0;} else {return Q;};}; |
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7 | |
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8 | /////////////// |
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9 | void EKFfixed::bayes(const vec &dt){ |
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10 | ekf(dt(2),dt(3),dt(0),dt(1)); |
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11 | |
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12 | if ( BM::evalll ) { |
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13 | //from enorm |
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14 | vec ydif(2); |
---|
15 | ydif(0)=dt(0)-zprevod(x_pred[0],Qm)*Iref; |
---|
16 | ydif(1)=dt(1)-zprevod(x_pred[1],Qm)*Iref; |
---|
17 | |
---|
18 | BM::ll = -0.5* ( 2 * 1.83787706640935 +log ( det ( Ry ) ) +ydif* ( inv(Ry)*ydif ) ); |
---|
19 | } |
---|
20 | }; |
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21 | |
---|
22 | |
---|
23 | void EKFfixed::update_psi(void) |
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24 | { |
---|
25 | int t_sin,t_cos,tmp; |
---|
26 | |
---|
27 | // implementace v PC |
---|
28 | t_sin=prevod(sin(Thetaref*x_est[3]/32768.),15); |
---|
29 | t_cos=prevod(cos(Thetaref*x_est[3]/32768.),15); |
---|
30 | |
---|
31 | PSI[2]=((long)cB*t_sin)>>15; |
---|
32 | tmp=((long)cH*x_est[2])>>15; |
---|
33 | PSI[3]=((long)tmp*t_cos)>>15; |
---|
34 | PSI[6]=-((long)cB*t_cos)>>15; |
---|
35 | PSI[7]=((long)tmp*t_sin)>>15; |
---|
36 | } |
---|
37 | |
---|
38 | |
---|
39 | void EKFfixed::prediction(int *ux) |
---|
40 | { |
---|
41 | int t_sin,t_cos, tmp; |
---|
42 | |
---|
43 | // implementace v PC |
---|
44 | t_sin=prevod(sin(Thetaref*x_est[3]/32768.),15); |
---|
45 | t_cos=prevod(cos(Thetaref*x_est[3]/32768.),15); |
---|
46 | |
---|
47 | tmp=((long)cB*x_est[2])>>15; |
---|
48 | x_pred[0]=((long)cA*x_est[0]+(long)tmp*t_sin+(long)cC*ux[0])>>15; |
---|
49 | x_pred[1]=((long)cA*x_est[1]-(long)tmp*t_cos+(long)cC*ux[1])>>15; |
---|
50 | x_pred[2]=x_est[2]; |
---|
51 | x_pred[3]=(((long)x_est[3]<<15)+(long)cG*x_est[2])>>15; |
---|
52 | |
---|
53 | update_psi(); |
---|
54 | |
---|
55 | mmult(PSI,P_est,temp15a,3,3,3); |
---|
56 | // mtrans(PSI,temp15b,5,5); |
---|
57 | mmultt(temp15a,PSI,P_pred,3,3,3); |
---|
58 | maddD(P_pred,Q,3,3); |
---|
59 | } |
---|
60 | |
---|
61 | void EKFfixed::correction(void) |
---|
62 | { |
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63 | int Y_error[2]; |
---|
64 | long temp30a[4]; /* matrix [2,2] - temporary matrix for inversion */ |
---|
65 | |
---|
66 | choice_P(P_pred,temp15a,3); |
---|
67 | maddD(temp15a,R,1,1); |
---|
68 | minv2(temp15a,temp30a); |
---|
69 | Ry(0,0)=zprevod(temp15a[0],15); |
---|
70 | Ry(0,1)=zprevod(temp15a[1],15); |
---|
71 | Ry(1,0)=zprevod(temp15a[2],15); |
---|
72 | Ry(1,1)=zprevod(temp15a[3],15); |
---|
73 | |
---|
74 | mmultDr(P_pred,temp15a,3,3,1,1); |
---|
75 | mmult1530(temp15a,temp30a,Kalm,3,1,1); |
---|
76 | |
---|
77 | |
---|
78 | /* estimate the state system */ |
---|
79 | choice_x(x_pred, temp15a); |
---|
80 | msub(Y_mes,temp15a,Y_error,1,0); |
---|
81 | mmult(Kalm,Y_error,temp15a,3,1,0); |
---|
82 | madd(x_pred,temp15a,x_est,3,0); |
---|
83 | |
---|
84 | /* matrix of covariances - version without MMULTDL() */ |
---|
85 | |
---|
86 | /* Version with MMULTDL() */ |
---|
87 | mmultDl(P_pred,temp15a,1,3,3,1); |
---|
88 | |
---|
89 | mmult(Kalm,temp15a,P_est,3,1,3); |
---|
90 | msub(P_pred,P_est,P_est,3,3); |
---|
91 | /* END */ |
---|
92 | } |
---|
93 | |
---|
94 | |
---|
95 | void EKFfixed::ekf(double ux, double uy, double isxd, double isyd) |
---|
96 | { |
---|
97 | // vypocet napeti v systemu (x,y) |
---|
98 | ukalm[0]=prevod(ux/Uref,Qm); |
---|
99 | ukalm[1]=prevod(uy/Uref,Qm); |
---|
100 | |
---|
101 | // zadani mereni |
---|
102 | Y_mes[0]=prevod(isxd/Iref,Qm); |
---|
103 | Y_mes[1]=prevod(isyd/Iref,Qm); |
---|
104 | |
---|
105 | ////// vlastni rutina EKF ///////////////////////// |
---|
106 | prediction(ukalm); |
---|
107 | correction(); |
---|
108 | |
---|
109 | // navrat estimovanych hodnot regulatoru |
---|
110 | vec* mu = E._mu(); |
---|
111 | (*mu)(0)=zprevod(x_est[0],Qm)*Iref; |
---|
112 | (*mu)(1)=zprevod(x_est[1],Qm)*Iref; |
---|
113 | (*mu)(2)=zprevod(x_est[2],Qm)*Wref; |
---|
114 | (*mu)(3)=zprevod(x_est[3],15)*Thetaref; |
---|
115 | } |
---|
116 | |
---|
117 | void EKFfixed::init_ekf(double Tv) |
---|
118 | { |
---|
119 | // Tuning of matrix Q |
---|
120 | Q[0]=prevod(.01,15); // 0.05 |
---|
121 | Q[5]=Q[0]; |
---|
122 | Q[10]=prevod(0.0001,15); // 1e-3 |
---|
123 | Q[15]=prevod(0.0001,15); // 1e-3 |
---|
124 | |
---|
125 | // Tuning of matrix R |
---|
126 | R[0]=prevod(0.05,15); // 0.05 |
---|
127 | R[3]=R[0]; |
---|
128 | |
---|
129 | // Motor model parameters |
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130 | cA=prevod(1-Tv*Rs/Ls,15); |
---|
131 | cB=prevod(Tv*Wref*Fmag/Iref/Ls,15); |
---|
132 | cC=prevod(Tv/Ls/Iref*Uref,15); |
---|
133 | // cD=prevod(1-Tv*Bf/J,15); |
---|
134 | // cE=prevod(kp*p*p*Tv*Fmag*Iref/J/Wref,15); |
---|
135 | // cF=prevod(p*Tv*Mref/J/Wref,15); |
---|
136 | cG=prevod(Tv*Wref*4/Thetaref,15); |
---|
137 | cH=prevod(Tv*Wref*Fmag/Iref/Ls*Thetaref,15); |
---|
138 | // cI=prevod(kp*p*p*Tv*Fmag*Iref/J/Wref*Thetaref); |
---|
139 | |
---|
140 | /* Init matrix PSI with permanently constant terms */ |
---|
141 | PSI[0]=cA; |
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142 | PSI[5]=PSI[0]; |
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143 | PSI[10]=0x7FFF; |
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144 | PSI[14]=cG; |
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145 | PSI[15]=0x7FFF; |
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146 | } |
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