Compare commits
2 Commits
3b088a6d5d
...
dd8c17cb6c
| Author | SHA1 | Date | |
|---|---|---|---|
|
|
dd8c17cb6c | ||
|
|
c35da9a73f |
|
|
@ -5,6 +5,7 @@
|
|||
<Nullable>enable</Nullable>
|
||||
<ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
|
||||
<UserSecretsId>aspnet-RobotApp-1f61caa2-bbbb-40cd-88b6-409b408a84ea</UserSecretsId>
|
||||
<AllowUnsafeBlocks>true</AllowUnsafeBlocks>
|
||||
</PropertyGroup>
|
||||
|
||||
<ItemGroup>
|
||||
|
|
|
|||
157
RobotApp/Services/HighPrecisionTimer.cs
Normal file
157
RobotApp/Services/HighPrecisionTimer.cs
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,157 @@
|
|||
using System.Diagnostics;
|
||||
using System.Runtime.InteropServices;
|
||||
|
||||
namespace RobotApp.Services;
|
||||
|
||||
internal static partial class Windows
|
||||
{
|
||||
[LibraryImport("winmm.dll")]
|
||||
internal static partial uint timeBeginPeriod(uint uPeriod);
|
||||
|
||||
[LibraryImport("winmm.dll")]
|
||||
internal static partial uint timeEndPeriod(uint uPeriod);
|
||||
}
|
||||
|
||||
public static class HighPrecisionTimerHelper
|
||||
{
|
||||
public static void EnableHighPrecision()
|
||||
{
|
||||
if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows))
|
||||
{
|
||||
_ = Windows.timeBeginPeriod(2);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
public static void DisableHighPrecision()
|
||||
{
|
||||
if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows))
|
||||
{
|
||||
_ = Windows.timeEndPeriod(2);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
public class HighPrecisionTimer<T>(int Interval, Action Callback, Logger<T>? Logger) : IDisposable where T : class
|
||||
{
|
||||
public bool Disposed;
|
||||
private Thread? Thread;
|
||||
private long IntervalTicks;
|
||||
private long NextDueTime;
|
||||
private readonly Lock Lock = new();
|
||||
|
||||
private void Handler()
|
||||
{
|
||||
while (!Disposed)
|
||||
{
|
||||
long now = Stopwatch.GetTimestamp();
|
||||
|
||||
bool shouldRun = false;
|
||||
|
||||
lock (Lock)
|
||||
{
|
||||
if (Disposed) break;
|
||||
if (now >= NextDueTime)
|
||||
{
|
||||
shouldRun = true;
|
||||
long scheduledTime = NextDueTime;
|
||||
NextDueTime += IntervalTicks;
|
||||
|
||||
// Tự đồng bộ nếu lệch quá
|
||||
long driftTicks = now - scheduledTime;
|
||||
if (driftTicks > IntervalTicks / 2)
|
||||
{
|
||||
Logger?.Warning($"High-res timer drift: {driftTicks * 1000.0 / Stopwatch.Frequency:F3}ms. Resync.");
|
||||
NextDueTime = now + IntervalTicks;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// === BƯỚC 2: Chạy callback ===
|
||||
if (shouldRun)
|
||||
{
|
||||
try
|
||||
{
|
||||
Callback.Invoke();
|
||||
}
|
||||
catch (Exception ex)
|
||||
{
|
||||
Logger?.Error($"Callback error in high-precision timer: {ex}");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// === BƯỚC 3: Chờ chính xác đến lần sau ===
|
||||
long sleepUntil = NextDueTime;
|
||||
while (!Disposed)
|
||||
{
|
||||
now = Stopwatch.GetTimestamp();
|
||||
long remaining = sleepUntil - now;
|
||||
|
||||
if (remaining <= 0)
|
||||
break;
|
||||
|
||||
// > 1ms → Sleep
|
||||
if (remaining > Stopwatch.Frequency / 1000)
|
||||
{
|
||||
Thread.Sleep(1);
|
||||
}
|
||||
// < 1ms → SpinWait
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
Thread.SpinWait((int)(remaining / 10));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
public void Start()
|
||||
{
|
||||
if (!Disposed)
|
||||
{
|
||||
lock (Lock)
|
||||
{
|
||||
if (Interval < 30) HighPrecisionTimerHelper.EnableHighPrecision();
|
||||
IntervalTicks = (long)(Interval * (Stopwatch.Frequency / 1000.0));
|
||||
Thread = new Thread(Handler) { IsBackground = true, Priority = ThreadPriority.Highest };
|
||||
NextDueTime = Stopwatch.GetTimestamp() + IntervalTicks;
|
||||
Thread.Start();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else throw new ObjectDisposedException(nameof(WatchTimer<T>));
|
||||
}
|
||||
|
||||
public void Stop()
|
||||
{
|
||||
if (Disposed) return;
|
||||
|
||||
if (Thread != null)
|
||||
{
|
||||
Disposed = true;
|
||||
lock (Lock)
|
||||
{
|
||||
Thread.Join(100);
|
||||
Thread = null;
|
||||
HighPrecisionTimerHelper.DisableHighPrecision();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
public void Dispose()
|
||||
{
|
||||
Dispose(true);
|
||||
GC.SuppressFinalize(this);
|
||||
}
|
||||
|
||||
protected virtual void Dispose(bool disposing)
|
||||
{
|
||||
if (Disposed) return;
|
||||
|
||||
if (disposing) Stop();
|
||||
|
||||
Disposed = true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
~HighPrecisionTimer()
|
||||
{
|
||||
Dispose(false);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
|
@ -203,14 +203,14 @@ public class RobotOrderController(INavigation NavigationManager,
|
|||
}
|
||||
else OrderActions.Add(order.Nodes[i].NodeId, order.Edges[i].Actions);
|
||||
}
|
||||
//if (order.Nodes[i].SequenceId != i) throw new OrderException(RobotErrors.Error1010(order.Nodes[i].NodeId, order.Nodes[i].SequenceId, i));
|
||||
//if (i > 0 && order.Nodes[i].SequenceId <= order.Nodes[i - 1].SequenceId) throw new OrderException(RobotErrors.Error1010(order.Nodes[i].NodeId, order.Nodes[i].SequenceId, i));
|
||||
//if (i < order.Nodes.Length - 1 && order.Edges[i].SequenceId != i) throw new OrderException(RobotErrors.Error1011(order.Edges[i].EdgeId, order.Edges[i].SequenceId, i));
|
||||
if (order.Nodes[i].Released) CurrentBaseNode = order.Nodes[i];
|
||||
}
|
||||
SafetyManager.OnSafetySpeedChanged += OnSafetySpeedChanged;
|
||||
|
||||
if (OrderActions.TryGetValue(order.Nodes[^1].NodeId, out Action[]? finalactions) && finalactions is not null && finalactions.Length > 0) FinalAction = [.. finalactions];
|
||||
ActionManager.ClearInstantActions();
|
||||
|
||||
if (OrderActions.Count > 0) ActionManager.AddOrderActions([.. OrderActions.Values.SelectMany(a => a)]);
|
||||
|
||||
if (order.Nodes.Length > 1 && order.Edges.Length >= 0)
|
||||
|
|
@ -314,11 +314,7 @@ public class RobotOrderController(INavigation NavigationManager,
|
|||
{
|
||||
var robotAction = ActionManager[ActionHard.ActionId];
|
||||
if (robotAction is null) return;
|
||||
if (robotAction is not null && robotAction.IsCompleted)
|
||||
{
|
||||
NavigationManager.Resume();
|
||||
ActionHard = null;
|
||||
}
|
||||
if (robotAction is not null && robotAction.IsCompleted) ActionHard = null;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
|
|
@ -345,6 +341,11 @@ public class RobotOrderController(INavigation NavigationManager,
|
|||
if (IsWaitingPaused) IsWaitingPaused = false;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (ActionHard == null && ActionWaitingRunning.IsEmpty)
|
||||
{
|
||||
NavigationManager.Resume();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void OrderHandler()
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -2,251 +2,537 @@
|
|||
|
||||
public class FuzzyLogic
|
||||
{
|
||||
private double Gain_P = 0.5;
|
||||
private double Gain_I = 0.01;
|
||||
private double DiscreteTimeIntegrator_DSTATE;
|
||||
// ============================================================================
|
||||
// FUZZY LOGIC CONTROLLER - PHIÊN BẢN GỐC ĐÃ TỔ CHỨC LẠI
|
||||
// Dải đầu ra: 0.0 - 1.0 | Độ phân giải: 5 mức | Số luật: 25 (5x5)
|
||||
// ============================================================================
|
||||
|
||||
public FuzzyLogic WithGainP(double gainP)
|
||||
// ============================================================================
|
||||
// PHẦN 1: CÁC HÀM MEMBERSHIP (HÀM THUỘC)
|
||||
// ============================================================================
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Hàm thuộc hình thang (Trapezoidal Membership Function)
|
||||
/// Dạng hình thang với 4 điểm: [left_base, left_top, right_top, right_base]
|
||||
///
|
||||
/// left_top ______ right_top
|
||||
/// / \
|
||||
/// / \
|
||||
/// _________/ \_________
|
||||
/// left_base right_base
|
||||
///
|
||||
/// </summary>
|
||||
/// <param name="inputValue">Giá trị đầu vào cần tính độ thuộc</param>
|
||||
/// <param name="left_base">Điểm bắt đầu hình thang (μ = 0)</param>
|
||||
/// <param name="left_top">Điểm bắt đầu vùng phẳng trên (μ = 1)</param>
|
||||
/// <param name="right_top">Điểm kết thúc vùng phẳng trên (μ = 1)</param>
|
||||
/// <param name="right_base">Điểm kết thúc hình thang (μ = 0)</param>
|
||||
/// <returns>Độ thuộc trong khoảng [0, 1]</returns>
|
||||
private static double Fuzzy_trapmf(double inputValue, double left_base, double left_top, double right_top, double right_base)
|
||||
{
|
||||
Gain_P = gainP;
|
||||
return this;
|
||||
double membership = 0.0;
|
||||
|
||||
// Trường hợp 1: Nằm ngoài phía trái hình thang
|
||||
if (inputValue <= left_base)
|
||||
{
|
||||
membership = 0.0;
|
||||
}
|
||||
// Trường hợp 2: Nằm trên cạnh tăng dần (trái)
|
||||
else if (inputValue > left_base && inputValue < left_top)
|
||||
{
|
||||
if (left_top != left_base) // Tránh chia cho 0
|
||||
{
|
||||
membership = (inputValue - left_base) / (left_top - left_base);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// Trường hợp 3: Nằm trên vùng phẳng (đỉnh)
|
||||
else if (inputValue >= left_top && inputValue <= right_top)
|
||||
{
|
||||
membership = 1.0;
|
||||
}
|
||||
// Trường hợp 4: Nằm trên cạnh giảm dần (phải)
|
||||
else if (inputValue > right_top && inputValue < right_base)
|
||||
{
|
||||
if (right_base != right_top) // Tránh chia cho 0
|
||||
{
|
||||
membership = (right_base - inputValue) / (right_base - right_top);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// Trường hợp 5: Nằm ngoài phía phải hình thang
|
||||
else if (inputValue >= right_base)
|
||||
{
|
||||
membership = 0.0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
public FuzzyLogic WithGainI(double gainI)
|
||||
{
|
||||
Gain_I = gainI;
|
||||
return this;
|
||||
return membership;
|
||||
}
|
||||
|
||||
private static double Fuzzy_trapmf(double x, double[] parame)
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Hàm thuộc tam giác (Triangular Membership Function)
|
||||
/// Dạng tam giác với 3 điểm: [left, peak, right]
|
||||
///
|
||||
/// peak
|
||||
/// /\
|
||||
/// / \
|
||||
/// / \
|
||||
/// _____/ \_____
|
||||
/// left right
|
||||
///
|
||||
/// </summary>
|
||||
/// <param name="inputValue">Giá trị đầu vào cần tính độ thuộc</param>
|
||||
/// <param name="left">Điểm bắt đầu tam giác (μ = 0)</param>
|
||||
/// <param name="peak">Điểm đỉnh tam giác (μ = 1)</param>
|
||||
/// <param name="right">Điểm kết thúc tam giác (μ = 0)</param>
|
||||
/// <returns>Độ thuộc trong khoảng [0, 1]</returns>
|
||||
private static double Fuzzy_trimf(double inputValue, double left, double peak, double right)
|
||||
{
|
||||
double b_y1;
|
||||
double y2;
|
||||
b_y1 = 0.0;
|
||||
y2 = 0.0;
|
||||
if (x >= parame[1])
|
||||
double membership = 0.0;
|
||||
|
||||
// Trường hợp 1: Nằm ngoài phía trái tam giác
|
||||
if (inputValue <= left)
|
||||
{
|
||||
b_y1 = 1.0;
|
||||
membership = 0.0;
|
||||
}
|
||||
if (x < parame[0])
|
||||
// Trường hợp 2: Nằm trên cạnh tăng dần (trái)
|
||||
else if (inputValue > left && inputValue < peak)
|
||||
{
|
||||
b_y1 = 0.0;
|
||||
}
|
||||
if (parame[0] <= x && x < parame[1] && parame[0] != parame[1])
|
||||
if (peak != left) // Tránh chia cho 0
|
||||
{
|
||||
b_y1 = 1.0 / (parame[1] - parame[0]) * (x - parame[0]);
|
||||
membership = (inputValue - left) / (peak - left);
|
||||
}
|
||||
if (x <= parame[2])
|
||||
}
|
||||
// Trường hợp 3: Đúng tại đỉnh tam giác
|
||||
else if (inputValue == peak)
|
||||
{
|
||||
y2 = 1.0;
|
||||
membership = 1.0;
|
||||
}
|
||||
if (x > parame[3])
|
||||
// Trường hợp 4: Nằm trên cạnh giảm dần (phải)
|
||||
else if (inputValue > peak && inputValue < right)
|
||||
{
|
||||
y2 = 0.0;
|
||||
}
|
||||
if (parame[2] < x && x <= parame[3] && parame[2] != parame[3])
|
||||
if (right != peak) // Tránh chia cho 0
|
||||
{
|
||||
y2 = 1.0 / (parame[3] - parame[2]) * (parame[3] - x);
|
||||
membership = (right - inputValue) / (right - peak);
|
||||
}
|
||||
return b_y1 < y2 ? b_y1 : y2;
|
||||
}
|
||||
// Trường hợp 5: Nằm ngoài phía phải tam giác
|
||||
else if (inputValue >= right)
|
||||
{
|
||||
membership = 0.0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
private static double Fuzzy_trimf(double x, double[] parame)
|
||||
{
|
||||
double y;
|
||||
y = 0.0;
|
||||
if (parame[0] != parame[1] && parame[0] < x && x < parame[1])
|
||||
{
|
||||
y = 1.0 / (parame[1] - parame[0]) * (x - parame[0]);
|
||||
}
|
||||
if (parame[1] != parame[2] && parame[1] < x && x < parame[2])
|
||||
{
|
||||
y = 1.0 / (parame[2] - parame[1]) * (parame[2] - x);
|
||||
}
|
||||
if (x == parame[1])
|
||||
{
|
||||
y = 1.0;
|
||||
}
|
||||
return y;
|
||||
return membership;
|
||||
}
|
||||
|
||||
public (double wl, double wr) Fuzzy_step(double v, double w, double TimeSample)
|
||||
// ============================================================================
|
||||
// PHẦN 2: FUZZIFICATION (MỜ HÓA ĐẦU VÀO)
|
||||
// ============================================================================
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Mờ hóa tín hiệu PI thành 5 tập mờ
|
||||
/// </summary>
|
||||
/// <param name="piSignal">Tín hiệu đầu ra của bộ PI</param>
|
||||
/// <param name="membershipValues">Mảng lưu giá trị độ thuộc (vị trí 0-4)</param>
|
||||
private static void FuzzifyPISignal(double piSignal, double[] membershipValues)
|
||||
{
|
||||
(double wl, double wr) result = new();
|
||||
double[] inputMFCache = new double[10];
|
||||
double[] outputMFCache = new double[5];
|
||||
double[] outputMFCache_0 = new double[5];
|
||||
double[] tmp = new double[3];
|
||||
double aggregatedOutputs;
|
||||
double rtb_TmpSignalConversionAtSFun_0;
|
||||
double rtb_antecedentOutputs_e;
|
||||
double sumAntecedentOutputs;
|
||||
int ruleID;
|
||||
double[] f = [-1.0E+10, -1.0E+10, -1.0, -0.5];
|
||||
double[] e = [0.5, 1.0, 1.0E+10, 1.0E+10];
|
||||
double[] d = [0.75, 1.0, 1.0E+9, 1.0E+9];
|
||||
double[] c = [-1.0E+9, -1.0E+9, 0.0, 0.25];
|
||||
byte[] b = [ 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 4,
|
||||
4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 5, 1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3,
|
||||
4, 5, 1, 2, 3, 4, 5, 3, 4, 5, 1, 2, 1, 2, 3, 4, 5 ];
|
||||
byte[] b_0 = [1, 1, 2, 1, 1, 2, 3, 5, 1, 4, 5, 5, 5, 5, 5, 2, 1, 1, 1, 1, 5, 5, 5, 5, 5];
|
||||
byte[] b_1 = [ 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 4,
|
||||
4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 5, 1, 2, 3, 4, 5, 4, 1,
|
||||
2, 3, 5, 3, 1, 2, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 4, 5, 3 ];
|
||||
byte[] b_2 = [5, 5, 5, 5, 5, 1, 2, 3, 5, 4, 2, 1, 1, 1, 1, 5, 5, 5, 5, 5, 1, 1, 1, 1, 2];
|
||||
double inputMFCache_tmp;
|
||||
double inputMFCache_tmp_0;
|
||||
double inputMFCache_tmp_1;
|
||||
double inputMFCache_tmp_2;
|
||||
/* Outputs for Atomic SubSystem: '<Root>/Fuzzy Logic Controller1' */
|
||||
/* Outputs for Atomic SubSystem: '<Root>/Fuzzy Logic Controller' */
|
||||
/* SignalConversion generated from: '<S4>/ SFunction ' incorporates:
|
||||
* Constant: '<Root>/w'
|
||||
* DiscreteIntegrator: '<Root>/Discrete-Time Integrator'
|
||||
* Gain: '<Root>/Gain1'
|
||||
* MATLAB Function: '<S1>/Evaluate Rule Antecedents'
|
||||
* MATLAB Function: '<S2>/Evaluate Rule Antecedents'
|
||||
* SignalConversion generated from: '<S7>/ SFunction '
|
||||
* Sum: '<Root>/Sum'
|
||||
*/
|
||||
DiscreteTimeIntegrator_DSTATE += Gain_I * w * TimeSample;
|
||||
rtb_TmpSignalConversionAtSFun_0 = Gain_P * w + DiscreteTimeIntegrator_DSTATE;
|
||||
/* End of Outputs for SubSystem: '<Root>/Fuzzy Logic Controller1' */
|
||||
/* MATLAB Function: '<S1>/Evaluate Rule Antecedents' incorporates:
|
||||
* Constant: '<Root>/v'
|
||||
* MATLAB Function: '<S2>/Evaluate Rule Antecedents'
|
||||
* SignalConversion generated from: '<S4>/ SFunction '
|
||||
*/
|
||||
sumAntecedentOutputs = 0.0;
|
||||
/* Outputs for Atomic SubSystem: '<Root>/Fuzzy Logic Controller1' */
|
||||
inputMFCache_tmp = Fuzzy_trapmf(rtb_TmpSignalConversionAtSFun_0, f);
|
||||
/* End of Outputs for SubSystem: '<Root>/Fuzzy Logic Controller1' */
|
||||
inputMFCache[0] = inputMFCache_tmp;
|
||||
tmp[0] = -0.5;
|
||||
tmp[1] = 0.0;
|
||||
tmp[2] = 0.5;
|
||||
inputMFCache[1] = Fuzzy_trimf(rtb_TmpSignalConversionAtSFun_0, tmp);
|
||||
/* Outputs for Atomic SubSystem: '<Root>/Fuzzy Logic Controller1' */
|
||||
inputMFCache_tmp_0 = Fuzzy_trapmf(rtb_TmpSignalConversionAtSFun_0, e);
|
||||
/* End of Outputs for SubSystem: '<Root>/Fuzzy Logic Controller1' */
|
||||
inputMFCache[2] = inputMFCache_tmp_0;
|
||||
tmp[0] = -1.0;
|
||||
tmp[1] = -0.5;
|
||||
tmp[2] = 0.0;
|
||||
inputMFCache[3] = Fuzzy_trimf(rtb_TmpSignalConversionAtSFun_0, tmp);
|
||||
tmp[0] = 0.0;
|
||||
tmp[1] = 0.5;
|
||||
tmp[2] = 1.0;
|
||||
inputMFCache[4] = Fuzzy_trimf(rtb_TmpSignalConversionAtSFun_0, tmp);
|
||||
tmp[0] = 0.0;
|
||||
tmp[1] = 0.25;
|
||||
tmp[2] = 0.5;
|
||||
inputMFCache[5] = Fuzzy_trimf(v, tmp);
|
||||
tmp[0] = 0.25;
|
||||
tmp[1] = 0.5;
|
||||
tmp[2] = 0.75;
|
||||
inputMFCache[6] = Fuzzy_trimf(v, tmp);
|
||||
/* Outputs for Atomic SubSystem: '<Root>/Fuzzy Logic Controller1' */
|
||||
inputMFCache_tmp_1 = Fuzzy_trapmf(v, d);
|
||||
/* End of Outputs for SubSystem: '<Root>/Fuzzy Logic Controller1' */
|
||||
inputMFCache[7] = inputMFCache_tmp_1;
|
||||
/* Outputs for Atomic SubSystem: '<Root>/Fuzzy Logic Controller1' */
|
||||
inputMFCache_tmp_2 = Fuzzy_trapmf(v, c);
|
||||
/* End of Outputs for SubSystem: '<Root>/Fuzzy Logic Controller1' */
|
||||
inputMFCache[8] = inputMFCache_tmp_2;
|
||||
tmp[0] = 0.5;
|
||||
tmp[1] = 0.75;
|
||||
tmp[2] = 1.0;
|
||||
inputMFCache[9] = Fuzzy_trimf(v, tmp);
|
||||
/* MATLAB Function: '<S1>/Evaluate Rule Consequents' */
|
||||
aggregatedOutputs = 0.0;
|
||||
outputMFCache[0] = 0.0;
|
||||
outputMFCache[1] = 0.25;
|
||||
outputMFCache[2] = 0.5;
|
||||
outputMFCache[3] = 0.75;
|
||||
outputMFCache[4] = 1.0;
|
||||
for (ruleID = 0; ruleID < 25; ruleID++)
|
||||
{
|
||||
/* MATLAB Function: '<S1>/Evaluate Rule Antecedents' */
|
||||
rtb_antecedentOutputs_e = inputMFCache[b[ruleID + 25] + 4] * inputMFCache[b[ruleID] - 1];
|
||||
sumAntecedentOutputs += rtb_antecedentOutputs_e;
|
||||
/* MATLAB Function: '<S1>/Evaluate Rule Consequents' */
|
||||
aggregatedOutputs += outputMFCache[b_0[ruleID] - 1] * rtb_antecedentOutputs_e;
|
||||
// 1. NB (Negative Big): [-∞, -∞, -1.0, -0.5]
|
||||
membershipValues[0] = Fuzzy_trapmf(piSignal, -1.0E+10, -1.0E+10, -1.0, -0.5);
|
||||
|
||||
// 2. Z (Zero): [-0.5, 0.0, 0.5]
|
||||
membershipValues[1] = Fuzzy_trimf(piSignal, -0.5, 0.0, 0.5);
|
||||
|
||||
// 3. PB (Positive Big): [0.5, 1.0, +∞, +∞]
|
||||
membershipValues[2] = Fuzzy_trapmf(piSignal, 0.5, 1.0, 1.0E+10, 1.0E+10);
|
||||
|
||||
// 4. NM (Negative Medium): [-1.0, -0.5, 0.0]
|
||||
membershipValues[3] = Fuzzy_trimf(piSignal, -1.0, -0.5, 0.0);
|
||||
|
||||
// 5. PM (Positive Medium): [0.0, 0.5, 1.0]
|
||||
membershipValues[4] = Fuzzy_trimf(piSignal, 0.0, 0.5, 1.0);
|
||||
}
|
||||
/* MATLAB Function: '<S1>/Defuzzify Outputs' incorporates:
|
||||
* MATLAB Function: '<S1>/Evaluate Rule Antecedents'
|
||||
* MATLAB Function: '<S1>/Evaluate Rule Consequents'
|
||||
*/
|
||||
if (sumAntecedentOutputs == 0.0)
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Mờ hóa vận tốc V thành 11 tập mờ (dải 0.0 - 3.0)
|
||||
/// Độ phân giải: 0.3 m/s - Cân bằng tốt giữa độ chính xác và hiệu suất
|
||||
/// </summary>
|
||||
/// <param name="velocity">Vận tốc tuyến tính mong muốn (0.0 - 3.0 m/s)</param>
|
||||
/// <param name="membershipValues">Mảng lưu giá trị độ thuộc (vị trí 5-15)</param>
|
||||
private static void FuzzifyVelocity(double velocity, double[] membershipValues)
|
||||
{
|
||||
result.wr = 0.5;
|
||||
// 11 tập mờ phân bố đều từ 0.0 đến 3.0
|
||||
// Khoảng cách giữa các đỉnh: 3.0 / 10 = 0.3 m/s
|
||||
|
||||
// 1. VVS (Very Very Slow): [-∞, -∞, 0.0, 0.3]
|
||||
membershipValues[5] = Fuzzy_trapmf(velocity, -1.0E+9, -1.0E+9, 0.0, 0.3);
|
||||
|
||||
// 2. VS (Very Slow): [0.0, 0.3, 0.6]
|
||||
membershipValues[6] = Fuzzy_trimf(velocity, 0.0, 0.3, 0.6);
|
||||
|
||||
// 3. S- (Slow Low): [0.3, 0.6, 0.9]
|
||||
membershipValues[7] = Fuzzy_trimf(velocity, 0.3, 0.6, 0.9);
|
||||
|
||||
// 4. S (Slow): [0.6, 0.9, 1.2]
|
||||
membershipValues[8] = Fuzzy_trimf(velocity, 0.6, 0.9, 1.2);
|
||||
|
||||
// 5. S+ (Slow High): [0.9, 1.2, 1.5]
|
||||
membershipValues[9] = Fuzzy_trimf(velocity, 0.9, 1.2, 1.5);
|
||||
|
||||
// 6. M (Medium): [1.2, 1.5, 1.8]
|
||||
membershipValues[10] = Fuzzy_trimf(velocity, 1.2, 1.5, 1.8);
|
||||
|
||||
// 7. F- (Fast Low): [1.5, 1.8, 2.1]
|
||||
membershipValues[11] = Fuzzy_trimf(velocity, 1.5, 1.8, 2.1);
|
||||
|
||||
// 8. F (Fast): [1.8, 2.1, 2.4]
|
||||
membershipValues[12] = Fuzzy_trimf(velocity, 1.8, 2.1, 2.4);
|
||||
|
||||
// 9. F+ (Fast High): [2.1, 2.4, 2.7]
|
||||
membershipValues[13] = Fuzzy_trimf(velocity, 2.1, 2.4, 2.7);
|
||||
|
||||
// 10. VF (Very Fast): [2.4, 2.7, 3.0]
|
||||
membershipValues[14] = Fuzzy_trimf(velocity, 2.4, 2.7, 3.0);
|
||||
|
||||
// 11. VVF (Very Very Fast): [2.7, 3.0, +∞, +∞]
|
||||
membershipValues[15] = Fuzzy_trapmf(velocity, 2.7, 3.0, 1.0E+9, 1.0E+9);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// ============================================================================
|
||||
// PHẦN 3: RULE EVALUATION (ĐÁNH GIÁ LUẬT MỜ)
|
||||
// ============================================================================
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Đánh giá luật mờ cho một bộ điều khiển
|
||||
/// </summary>
|
||||
/// <param name="inputMembershipValues">Độ thuộc của các đầu vào (16 giá trị: 5 PI + 11 V)</param>
|
||||
/// <param name="ruleAntecedentIndices">Ma trận chỉ số tiền đề (numRules * 2 phần tử)</param>
|
||||
/// <param name="ruleConsequentIndices">Ma trận chỉ số hệ quả (numRules phần tử)</param>
|
||||
/// <param name="outputSingletons">Các giá trị singleton đầu ra</param>
|
||||
/// <param name="numRules">Số lượng luật</param>
|
||||
/// <returns>(weightedSum: tổng có trọng số, totalWeight: tổng trọng số)</returns>
|
||||
private static (double weightedSum, double totalWeight) EvaluateRules(
|
||||
double[] inputMembershipValues,
|
||||
byte[] ruleAntecedentIndices,
|
||||
byte[] ruleConsequentIndices,
|
||||
double[] outputSingletons,
|
||||
int numRules)
|
||||
{
|
||||
const int VELOCITY_OFFSET = 5; // Chỉ số bắt đầu của V trong inputMembershipValues
|
||||
|
||||
double weightedSum = 0.0;
|
||||
double totalWeight = 0.0;
|
||||
|
||||
for (int ruleIndex = 0; ruleIndex < numRules; ruleIndex++)
|
||||
{
|
||||
// Lấy chỉ số tập mờ cho PI (từ 1-5, cần trừ 1 để thành 0-4)
|
||||
int piMembershipIndex = ruleAntecedentIndices[ruleIndex] - 1;
|
||||
|
||||
// Lấy chỉ số tập mờ cho Velocity (từ 1-11, cộng offset)
|
||||
int velocityMembershipIndex = ruleAntecedentIndices[ruleIndex + numRules] + VELOCITY_OFFSET - 1;
|
||||
|
||||
// Tính độ kích hoạt của luật (AND operator = phép nhân)
|
||||
double ruleActivation = inputMembershipValues[piMembershipIndex]
|
||||
* inputMembershipValues[velocityMembershipIndex];
|
||||
|
||||
// Lấy giá trị singleton đầu ra tương ứng (từ 1-11, cần trừ 1)
|
||||
int outputIndex = ruleConsequentIndices[ruleIndex] - 1;
|
||||
double outputValue = outputSingletons[outputIndex];
|
||||
|
||||
// Tích lũy tổng trọng số và tổng có trọng số
|
||||
totalWeight += ruleActivation;
|
||||
weightedSum += outputValue * ruleActivation;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return (weightedSum, totalWeight);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// ============================================================================
|
||||
// PHẦN 4: DEFUZZIFICATION (GIẢI MỜ ĐẦU RA)
|
||||
// ============================================================================
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Giải mờ bằng phương pháp trọng tâm (Weighted Average / Center of Gravity)
|
||||
/// Công thức: output = Σ(singleton_i × weight_i) / Σ(weight_i)
|
||||
/// </summary>
|
||||
/// <param name="weightedSum">Tổng đầu ra có trọng số</param>
|
||||
/// <param name="totalWeight">Tổng trọng số của tất cả các luật</param>
|
||||
/// <param name="defaultValue">Giá trị mặc định nếu totalWeight = 0</param>
|
||||
/// <returns>Giá trị đầu ra rõ (crisp output)</returns>
|
||||
private static double Defuzzify(double weightedSum, double totalWeight, double defaultValue = 0.5)
|
||||
{
|
||||
// Nếu không có luật nào được kích hoạt, trả về giá trị mặc định
|
||||
if (totalWeight == 0.0)
|
||||
{
|
||||
return defaultValue;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
result.wr = 1.0 / sumAntecedentOutputs * aggregatedOutputs;
|
||||
// Tính trọng tâm: output = weightedSum / totalWeight
|
||||
return weightedSum / totalWeight;
|
||||
}
|
||||
/* Outputs for Atomic SubSystem: '<Root>/Fuzzy Logic Controller1' */
|
||||
/* MATLAB Function: '<S2>/Evaluate Rule Antecedents' incorporates:
|
||||
* Constant: '<Root>/v'
|
||||
* SignalConversion generated from: '<S7>/ SFunction '
|
||||
*/
|
||||
sumAntecedentOutputs = 0.0;
|
||||
inputMFCache[0] = inputMFCache_tmp;
|
||||
tmp[0] = -0.5;
|
||||
tmp[1] = 0.0;
|
||||
tmp[2] = 0.5;
|
||||
inputMFCache[1] = Fuzzy_trimf(rtb_TmpSignalConversionAtSFun_0, tmp);
|
||||
inputMFCache[2] = inputMFCache_tmp_0;
|
||||
tmp[0] = -1.0;
|
||||
tmp[1] = -0.5;
|
||||
tmp[2] = 0.0;
|
||||
inputMFCache[3] = Fuzzy_trimf(rtb_TmpSignalConversionAtSFun_0, tmp);
|
||||
tmp[0] = 0.0;
|
||||
tmp[1] = 0.5;
|
||||
tmp[2] = 1.0;
|
||||
inputMFCache[4] = Fuzzy_trimf(rtb_TmpSignalConversionAtSFun_0, tmp);
|
||||
tmp[0] = 0.0;
|
||||
tmp[1] = 0.25;
|
||||
tmp[2] = 0.5;
|
||||
inputMFCache[5] = Fuzzy_trimf(v, tmp);
|
||||
tmp[0] = 0.25;
|
||||
tmp[1] = 0.5;
|
||||
tmp[2] = 0.75;
|
||||
inputMFCache[6] = Fuzzy_trimf(v, tmp);
|
||||
inputMFCache[7] = inputMFCache_tmp_1;
|
||||
inputMFCache[8] = inputMFCache_tmp_2;
|
||||
tmp[0] = 0.5;
|
||||
tmp[1] = 0.75;
|
||||
tmp[2] = 1.0;
|
||||
inputMFCache[9] = Fuzzy_trimf(v, tmp);
|
||||
/* MATLAB Function: '<S2>/Evaluate Rule Consequents' */
|
||||
aggregatedOutputs = 0.0;
|
||||
outputMFCache_0[0] = 0.0;
|
||||
outputMFCache_0[1] = 0.25;
|
||||
outputMFCache_0[2] = 0.5;
|
||||
outputMFCache_0[3] = 0.75;
|
||||
outputMFCache_0[4] = 1.0;
|
||||
for (ruleID = 0; ruleID < 25; ruleID++)
|
||||
}
|
||||
|
||||
// ============================================================================
|
||||
// PHẦN 5: BẢNG LUẬT VÀ CẤU HÌNH
|
||||
// ============================================================================
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Bảng chỉ số tiền đề luật cho bánh phải (Rule Antecedent Indices - Right Wheel)
|
||||
/// 110 phần tử: 55 cho PI + 55 cho Velocity
|
||||
/// Hệ thống: 5 tập mờ PI × 11 tập mờ V = 55 luật
|
||||
/// Giá trị từ 1-5 cho PI, 1-11 cho V
|
||||
/// </summary>
|
||||
private static readonly byte[] RULE_ANTECEDENT_INDICES_RIGHT =
|
||||
[
|
||||
// 55 phần tử đầu: Chỉ số tập mờ của PI Signal (1-5)
|
||||
// Mỗi tập PI lặp lại 11 lần (cho 11 mức vận tốc)
|
||||
1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, // Luật 1-11: PI = NB (tập 1)
|
||||
2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, // Luật 12-22: PI = Z (tập 2)
|
||||
3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, // Luật 23-33: PI = PB (tập 3)
|
||||
4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, // Luật 34-44: PI = NM (tập 4)
|
||||
5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, // Luật 45-55: PI = PM (tập 5)
|
||||
|
||||
// 55 phần tử sau: Chỉ số tập mờ của Velocity (1-11)
|
||||
// Lặp lại theo pattern: VVS, VS, S-, S, S+, M, F-, F, F+, VF, VVF
|
||||
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, // Luật 1-11: V = VVS đến VVF
|
||||
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, // Luật 12-22: V = VVS đến VVF
|
||||
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, // Luật 23-33: V = VVS đến VVF
|
||||
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, // Luật 34-44: V = VVS đến VVF
|
||||
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 // Luật 45-55: V = VVS đến VVF
|
||||
];
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Bảng chỉ số hệ quả cho bánh phải (Rule Consequent Indices - Right Wheel)
|
||||
/// 55 phần tử tương ứng với 55 luật
|
||||
/// Giá trị từ 1-11 tương ứng với 11 mức tốc độ đầu ra (0.0 - 3.0)
|
||||
///
|
||||
/// Logic bánh phải:
|
||||
/// - PI âm (NB, NM): Bánh phải chậm hơn → Robot rẽ trái
|
||||
/// - PI = 0 (Z): Bánh phải theo vận tốc V → Robot đi thẳng
|
||||
/// - PI dương (PB, PM): Bánh phải nhanh hơn → Robot rẽ phải
|
||||
/// </summary>
|
||||
private static readonly byte[] RULE_CONSEQUENT_INDICES_RIGHT =
|
||||
[
|
||||
// PI = NB (Negative Big) - Bánh phải RẤT CHẬM (rẽ trái mạnh)
|
||||
// V: VVS VS S- S S+ M F- F F+ VF VVF
|
||||
1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 7, // Luật 1-11
|
||||
|
||||
// PI = Z (Zero) - Bánh phải THEO VẬN TỐC (đi thẳng)
|
||||
// V: VVS VS S- S S+ M F- F F+ VF VVF
|
||||
2, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, // Luật 12-22
|
||||
|
||||
// PI = PB (Positive Big) - Bánh phải RẤT NHANH (rẽ phải mạnh)
|
||||
// V: VVS VS S- S S+ M F- F F+ VF VVF
|
||||
4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 10, 11, 11, 11, // Luật 23-33
|
||||
|
||||
// PI = NM (Negative Medium) - Bánh phải HƠI CHẬM (rẽ trái nhẹ)
|
||||
// V: VVS VS S- S S+ M F- F F+ VF VVF
|
||||
1, 2, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, // Luật 34-44
|
||||
|
||||
// PI = PM (Positive Medium) - Bánh phải HƠI NHANH (rẽ phải nhẹ)
|
||||
// V: VVS VS S- S S+ M F- F F+ VF VVF
|
||||
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8, 9, 10, 11 // Luật 45-55
|
||||
];
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Bảng chỉ số tiền đề luật cho bánh trái (Rule Antecedent Indices - Left Wheel)
|
||||
/// 110 phần tử: 55 cho PI + 55 cho Velocity
|
||||
/// </summary>
|
||||
private static readonly byte[] RULE_ANTECEDENT_INDICES_LEFT =
|
||||
[
|
||||
// 55 phần tử đầu: Chỉ số tập mờ của PI Signal (1-5)
|
||||
1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, // Luật 1-11: PI = NB (tập 1)
|
||||
2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, // Luật 12-22: PI = Z (tập 2)
|
||||
3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, // Luật 23-33: PI = PB (tập 3)
|
||||
4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, // Luật 34-44: PI = NM (tập 4)
|
||||
5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, // Luật 45-55: PI = PM (tập 5)
|
||||
|
||||
// 55 phần tử sau: Chỉ số tập mờ của Velocity (1-11)
|
||||
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, // Luật 1-11
|
||||
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, // Luật 12-22
|
||||
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, // Luật 23-33
|
||||
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, // Luật 34-44
|
||||
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 // Luật 45-55
|
||||
];
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Bảng chỉ số hệ quả cho bánh trái (Rule Consequent Indices - Left Wheel)
|
||||
/// 55 phần tử tương ứng với 55 luật
|
||||
///
|
||||
/// Logic bánh trái: NGƯỢC LẠI với bánh phải
|
||||
/// - PI âm (NB, NM): Bánh trái nhanh hơn → Robot rẽ trái
|
||||
/// - PI = 0 (Z): Bánh trái theo vận tốc V → Robot đi thẳng
|
||||
/// - PI dương (PB, PM): Bánh trái chậm hơn → Robot rẽ phải
|
||||
/// </summary>
|
||||
private static readonly byte[] RULE_CONSEQUENT_INDICES_LEFT =
|
||||
[
|
||||
// PI = NB (Negative Big) - Bánh trái RẤT NHANH (rẽ trái mạnh)
|
||||
// V: VVS VS S- S S+ M F- F F+ VF VVF
|
||||
4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 10, 11, 11, 11, // Luật 1-11
|
||||
|
||||
// PI = Z (Zero) - Bánh trái THEO VẬN TỐC (đi thẳng)
|
||||
// V: VVS VS S- S S+ M F- F F+ VF VVF
|
||||
2, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, // Luật 12-22
|
||||
|
||||
// PI = PB (Positive Big) - Bánh trái RẤT CHẬM (rẽ phải mạnh)
|
||||
// V: VVS VS S- S S+ M F- F F+ VF VVF
|
||||
1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 7, // Luật 23-33
|
||||
|
||||
// PI = NM (Negative Medium) - Bánh trái HƠI NHANH (rẽ trái nhẹ)
|
||||
// V: VVS VS S- S S+ M F- F F+ VF VVF
|
||||
3, 4, 5, 6, 7, 8, 8, 9, 10, 11, 11, // Luật 34-44
|
||||
|
||||
// PI = PM (Positive Medium) - Bánh trái HƠI CHẬM (rẽ phải nhẹ)
|
||||
// V: VVS VS S- S S+ M F- F F+ VF VVF
|
||||
1, 2, 2, 3, 4, 4, 5, 6, 7, 8, 9, // Luật 45-55
|
||||
];
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Các mức đầu ra singleton (Output Singletons)
|
||||
/// 11 mức tốc độ từ 0.0 đến 3.0 m/s
|
||||
/// Độ phân giải: 3.0 / 10 = 0.3 m/s
|
||||
/// </summary>
|
||||
private static readonly double[] OUTPUT_SINGLETON_LEVELS =
|
||||
[
|
||||
0.0, // Mức 1: Dừng hoàn toàn (0%)
|
||||
0.3, // Mức 2: Rất chậm (10%)
|
||||
0.6, // Mức 3: Chậm (20%)
|
||||
0.9, // Mức 4: Hơi chậm (30%)
|
||||
1.2, // Mức 5: Chậm vừa (40%)
|
||||
1.5, // Mức 6: Trung bình (50%) - Điểm chuẩn
|
||||
1.8, // Mức 7: Hơi nhanh (60%)
|
||||
2.1, // Mức 8: Nhanh (70%)
|
||||
2.4, // Mức 9: Nhanh vừa (80%)
|
||||
2.7, // Mức 10: Rất nhanh (90%)
|
||||
3.0 // Mức 11: Tối đa (100%)
|
||||
];
|
||||
|
||||
// ============================================================================
|
||||
// PHẦN 6: HÀM CHÍNH - BỘ ĐIỀU KHIỂN PI + FUZZY
|
||||
// ============================================================================
|
||||
|
||||
// Biến trạng thái bộ tích phân
|
||||
private static double integratorState = 0.0;
|
||||
|
||||
// Hệ số bộ điều khiển PI
|
||||
private static double proportionalGain = 1.0; // Hệ số tỷ lệ (Kp)
|
||||
private static double integralGain = 0.1; // Hệ số tích phân (Ki)
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Hàm điều khiển chính - Tính toán tốc độ bánh trái và phải
|
||||
/// Sử dụng bộ điều khiển PI kết hợp với logic mờ
|
||||
///
|
||||
/// CẤU HÌNH PHIÊN BẢN 3.0 - 11 TẬP MỜ:
|
||||
/// - PI Signal: 5 tập mờ (NB, Z, PB, NM, PM)
|
||||
/// - Velocity: 11 tập mờ (VVS, VS, S-, S, S+, M, F-, F, F+, VF, VVF)
|
||||
/// - Tổng số luật: 5 × 11 = 55 luật cho mỗi bánh
|
||||
/// - Dải đầu ra: 0.0 - 3.0 m/s
|
||||
/// - Độ phân giải: 0.3 m/s (tối ưu - cân bằng giữa độ mịn và hiệu suất)
|
||||
/// </summary>
|
||||
/// <param name="desiredVelocity">Vận tốc tuyến tính mong muốn (0.0 - 3.0 m/s)</param>
|
||||
/// <param name="desiredAngularVelocity">Vận tốc góc mong muốn (rad/s)</param>
|
||||
/// <param name="samplingTime">Chu kỳ lấy mẫu (giây, khuyến nghị 0.01s)</param>
|
||||
/// <returns>(leftWheelSpeed, rightWheelSpeed): Tốc độ bánh trái và phải trong [0.0, 3.0]</returns>
|
||||
public (double leftWheelSpeed, double rightWheelSpeed) Fuzzy_step(
|
||||
double desiredVelocity,
|
||||
double desiredAngularVelocity,
|
||||
double samplingTime)
|
||||
{
|
||||
/* MATLAB Function: '<S2>/Evaluate Rule Antecedents' */
|
||||
rtb_antecedentOutputs_e = inputMFCache[b_1[ruleID + 25] + 4] * inputMFCache[b_1[ruleID] - 1];
|
||||
sumAntecedentOutputs += rtb_antecedentOutputs_e;
|
||||
/* MATLAB Function: '<S2>/Evaluate Rule Consequents' */
|
||||
aggregatedOutputs += outputMFCache_0[b_2[ruleID] - 1] *
|
||||
rtb_antecedentOutputs_e;
|
||||
const int NUM_INPUT_MEMBERSHIPS = 16; // 5 cho PI + 11 cho Velocity
|
||||
const int NUM_OUTPUT_LEVELS = 11; // 11 mức đầu ra (0.0 - 3.0)
|
||||
const int NUM_RULES = 55; // 5 × 11 = 55 luật
|
||||
|
||||
// Khởi tạo mảng lưu độ thuộc đầu vào
|
||||
double[] inputMembershipValues = new double[NUM_INPUT_MEMBERSHIPS];
|
||||
|
||||
// Khởi tạo mảng lưu các mức đầu ra
|
||||
double[] outputLevels = new double[NUM_OUTPUT_LEVELS];
|
||||
Array.Copy(OUTPUT_SINGLETON_LEVELS, outputLevels, NUM_OUTPUT_LEVELS);
|
||||
|
||||
// ========== BƯỚC 1: BỘ ĐIỀU KHIỂN PI ==========
|
||||
// Cập nhật trạng thái tích phân: I(t) = I(t-1) + Ki * error * dt
|
||||
integratorState += integralGain * desiredAngularVelocity * samplingTime;
|
||||
|
||||
// Chống bão hòa tích phân (Anti-windup)
|
||||
integratorState = Math.Clamp(integratorState, -1.5, 1.5);
|
||||
|
||||
// Tính tín hiệu điều khiển PI: u(t) = Kp * error + I(t)
|
||||
double piControlSignal = proportionalGain * desiredAngularVelocity + integratorState;
|
||||
|
||||
// ========== BƯỚC 2: MỜ HÓA ĐẦU VÀO ==========
|
||||
FuzzifyPISignal(piControlSignal, inputMembershipValues);
|
||||
FuzzifyVelocity(desiredVelocity, inputMembershipValues);
|
||||
|
||||
// ========== BƯỚC 3: TÍNH TOÁN BÁNH PHẢI ==========
|
||||
var (weightedSum_Right, totalWeight_Right) = EvaluateRules(
|
||||
inputMembershipValues,
|
||||
RULE_ANTECEDENT_INDICES_RIGHT,
|
||||
RULE_CONSEQUENT_INDICES_RIGHT,
|
||||
outputLevels,
|
||||
NUM_RULES
|
||||
);
|
||||
|
||||
double rightWheelSpeed = Defuzzify(weightedSum_Right, totalWeight_Right, defaultValue: 1.5);
|
||||
|
||||
// ========== BƯỚC 4: TÍNH TOÁN BÁNH TRÁI ==========
|
||||
var (weightedSum_Left, totalWeight_Left) = EvaluateRules(
|
||||
inputMembershipValues,
|
||||
RULE_ANTECEDENT_INDICES_LEFT,
|
||||
RULE_CONSEQUENT_INDICES_LEFT,
|
||||
outputLevels,
|
||||
NUM_RULES
|
||||
);
|
||||
|
||||
double leftWheelSpeed = Defuzzify(weightedSum_Left, totalWeight_Left, defaultValue: 1.5);
|
||||
|
||||
// ========== BƯỚC 5: GIỚI HẠN AN TOÀN ==========
|
||||
// Đảm bảo tốc độ không vượt quá giới hạn
|
||||
leftWheelSpeed = Math.Clamp(leftWheelSpeed, 0.0, 3.0);
|
||||
rightWheelSpeed = Math.Clamp(rightWheelSpeed, 0.0, 3.0);
|
||||
|
||||
// ========== BƯỚC 6: TRẢ VỀ KẾT QUẢ ==========
|
||||
return (leftWheelSpeed, rightWheelSpeed);
|
||||
}
|
||||
/* MATLAB Function: '<S2>/Defuzzify Outputs' incorporates:
|
||||
* MATLAB Function: '<S2>/Evaluate Rule Antecedents'
|
||||
* MATLAB Function: '<S2>/Evaluate Rule Consequents'
|
||||
*/
|
||||
if (sumAntecedentOutputs == 0.0)
|
||||
|
||||
// ============================================================================
|
||||
// PHẦN 7: HÀM HỖ TRỢ
|
||||
// ============================================================================
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Reset trạng thái bộ tích phân về 0
|
||||
/// Nên gọi khi bắt đầu chu kỳ điều khiển mới hoặc khi cần reset hệ thống
|
||||
/// </summary>
|
||||
public void ResetIntegrator()
|
||||
{
|
||||
result.wl = 0.5;
|
||||
integratorState = 0.0;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Thiết lập hệ số cho bộ điều khiển PI
|
||||
/// </summary>
|
||||
/// <param name="kp">Hệ số tỷ lệ (Proportional Gain) - Phản ứng với sai số hiện tại</param>
|
||||
/// <param name="ki">Hệ số tích phân (Integral Gain) - Loại bỏ sai số tích lũy</param>
|
||||
public FuzzyLogic WithPIGains(double kp, double ki)
|
||||
{
|
||||
result.wl = 1.0 / sumAntecedentOutputs * aggregatedOutputs;
|
||||
proportionalGain = kp;
|
||||
integralGain = ki;
|
||||
return this;
|
||||
}
|
||||
return result;
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Lấy trạng thái hiện tại của bộ tích phân
|
||||
/// Hữu ích cho việc debug và giám sát hệ thống
|
||||
/// </summary>
|
||||
/// <returns>Giá trị tích phân hiện tại</returns>
|
||||
public double GetIntegratorState()
|
||||
{
|
||||
return integratorState;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// Lấy hệ số PI hiện tại
|
||||
/// </summary>
|
||||
/// <returns>(Kp, Ki): Hệ số tỷ lệ và tích phân</returns>
|
||||
public (double Kp, double Ki) GetPIGains()
|
||||
{
|
||||
return (proportionalGain, integralGain);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -22,7 +22,9 @@ public class SimulationNavigation : INavigation, IDisposable
|
|||
protected bool NavDriving = false;
|
||||
|
||||
protected const int CycleHandlerMilliseconds = 50;
|
||||
private WatchTimer<SimulationNavigation>? NavigationTimer;
|
||||
private const double Scale = 2;
|
||||
//private WatchTimer<SimulationNavigation>? NavigationTimer;
|
||||
private HighPrecisionTimer<SimulationNavigation>? NavigationTimer;
|
||||
|
||||
protected double TargetAngle = 0;
|
||||
protected PID? RotatePID;
|
||||
|
|
@ -62,7 +64,7 @@ public class SimulationNavigation : INavigation, IDisposable
|
|||
|
||||
protected void HandleNavigationStart()
|
||||
{
|
||||
NavigationTimer = new(CycleHandlerMilliseconds, NavigationHandler, Logger);
|
||||
NavigationTimer = new((int)(CycleHandlerMilliseconds / Scale), NavigationHandler, Logger);
|
||||
NavigationTimer.Start();
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
|
@ -91,8 +93,10 @@ public class SimulationNavigation : INavigation, IDisposable
|
|||
NavigationPath = PathPlanner.PathSplit(pathDirection, edges);
|
||||
|
||||
MovePID = new PID().WithKp(1).WithKi(0.0001).WithKd(0.6);
|
||||
MoveFuzzy = new FuzzyLogic().WithGainP(1.1);
|
||||
MovePurePursuit = new PurePursuit().WithLookheadDistance(0.35).WithPath([.. NavigationPath]);
|
||||
MoveFuzzy = new FuzzyLogic();
|
||||
MovePurePursuit = new PurePursuit()
|
||||
.WithLookheadDistance(0.35)
|
||||
.WithPath([.. NavigationPath]);
|
||||
|
||||
(NavigationNode node, int index) = MovePurePursuit.GetOnNode(Visualization.X, Visualization.Y);
|
||||
if(index >= NavigationPath.Length - 1) return;
|
||||
|
|
@ -140,9 +144,13 @@ public class SimulationNavigation : INavigation, IDisposable
|
|||
StartNodeId = currentRobotNode.NodeId,
|
||||
EndNodeId = goalNode.NodeId,
|
||||
}]);
|
||||
MovePID = new PID().WithKp(1).WithKi(0.0001).WithKd(0.6);
|
||||
MoveFuzzy = new FuzzyLogic().WithGainP(1.1);
|
||||
MovePurePursuit = new PurePursuit().WithLookheadDistance(0.35).WithPath(NavigationPath);
|
||||
|
||||
MovePID = new PID().WithKp(1.5).WithKi(0.0001).WithKd(0.8);
|
||||
MoveFuzzy = new FuzzyLogic();
|
||||
MovePurePursuit = new PurePursuit()
|
||||
.WithLookheadDistance(0.25)
|
||||
.WithPath(NavigationPath);
|
||||
|
||||
double Angle = Math.Atan2(NavigationPath[1].Y - NavigationPath[0].Y, NavigationPath[1].X - NavigationPath[0].X);
|
||||
Rotate(Angle * 180 / Math.PI);
|
||||
UpdateOrder(goalNode.NodeId);
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -5,31 +5,54 @@ namespace RobotApp.Services;
|
|||
public class WatchTimer<T>(int Interval, Action Callback, Logger<T>? Logger) : IDisposable where T : class
|
||||
{
|
||||
private Timer? Timer;
|
||||
private readonly Stopwatch Watch = new();
|
||||
public bool Disposed;
|
||||
|
||||
private long NextDueTime;
|
||||
private readonly Lock Lock = new();
|
||||
|
||||
private void Handler(object? state)
|
||||
{
|
||||
try
|
||||
{
|
||||
Watch.Restart();
|
||||
|
||||
Callback.Invoke();
|
||||
|
||||
Watch.Stop();
|
||||
if (Watch.ElapsedMilliseconds >= Interval || Interval - Watch.ElapsedMilliseconds <= 50)
|
||||
bool shouldRun = false;
|
||||
lock (Lock)
|
||||
{
|
||||
if(Watch.ElapsedMilliseconds > Interval) Logger?.Warning($"WatchTimer Warning: Elapsed time {Watch.ElapsedMilliseconds}ms exceeds interval {Interval}ms.");
|
||||
Timer?.Change(Interval, Timeout.Infinite);
|
||||
if (Disposed) return;
|
||||
long now = GetCurrentTimeMs();
|
||||
if (now >= NextDueTime)
|
||||
{
|
||||
shouldRun = true;
|
||||
long scheduledTime = NextDueTime;
|
||||
NextDueTime += Interval;
|
||||
|
||||
if (now - scheduledTime > Interval / 2)
|
||||
{
|
||||
NextDueTime = now + Interval;
|
||||
Logger?.Warning($"WatchTimer Warning: Elapsed time {now - scheduledTime + Interval}ms exceeds interval {Interval}ms.");
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (shouldRun)
|
||||
{
|
||||
Timer?.Change(Interval - Watch.ElapsedMilliseconds, Timeout.Infinite);
|
||||
var sw = Stopwatch.StartNew();
|
||||
try { Callback.Invoke(); }
|
||||
catch (Exception ex) { Logger?.Error($"Callback error: {ex}"); }
|
||||
sw.Stop();
|
||||
}
|
||||
|
||||
lock (Lock)
|
||||
{
|
||||
if (Disposed) return;
|
||||
long now = GetCurrentTimeMs();
|
||||
long delay = NextDueTime - now;
|
||||
if (delay < 0) delay = 0;
|
||||
Timer?.Change(delay, Timeout.Infinite);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
catch (Exception ex)
|
||||
{
|
||||
Logger?.Error($"WatchTimer Error: {ex}");
|
||||
Logger?.Error($"WatchTimerAsync Error: {ex}");
|
||||
Timer?.Change(Interval, Timeout.Infinite);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
|
@ -38,8 +61,12 @@ public class WatchTimer<T>(int Interval, Action Callback, Logger<T>? Logger) : I
|
|||
{
|
||||
if (!Disposed)
|
||||
{
|
||||
lock (Lock)
|
||||
{
|
||||
NextDueTime = GetCurrentTimeMs() + Interval;
|
||||
Timer = new Timer(Handler, null, Timeout.Infinite, Timeout.Infinite);
|
||||
Timer.Change(Interval, 0);
|
||||
Timer.Change(Interval, Timeout.Infinite);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else throw new ObjectDisposedException(nameof(WatchTimer<T>));
|
||||
}
|
||||
|
|
@ -47,13 +74,22 @@ public class WatchTimer<T>(int Interval, Action Callback, Logger<T>? Logger) : I
|
|||
public void Stop()
|
||||
{
|
||||
if (Disposed) return;
|
||||
|
||||
if (Timer != null)
|
||||
{
|
||||
lock (Lock)
|
||||
{
|
||||
Timer.Change(Timeout.Infinite, Timeout.Infinite);
|
||||
Timer.Dispose();
|
||||
Timer = null;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private static long GetCurrentTimeMs()
|
||||
{
|
||||
return Stopwatch.GetTimestamp() * 1000 / Stopwatch.Frequency;
|
||||
}
|
||||
|
||||
public void Dispose()
|
||||
{
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -5,25 +5,49 @@ namespace RobotApp.Services;
|
|||
public class WatchTimerAsync<T>(int Interval, Func<Task> Callback, Logger<T>? Logger) : IDisposable where T : class
|
||||
{
|
||||
private Timer? Timer;
|
||||
private readonly Stopwatch Watch = new();
|
||||
public bool Disposed;
|
||||
|
||||
private long NextDueTime;
|
||||
private readonly Lock Lock = new();
|
||||
|
||||
private async void Handler(object? state)
|
||||
{
|
||||
try
|
||||
{
|
||||
Watch.Restart();
|
||||
|
||||
await Callback.Invoke();
|
||||
|
||||
Watch.Stop();
|
||||
if (Watch.ElapsedMilliseconds >= Interval || Interval - Watch.ElapsedMilliseconds <= 50)
|
||||
bool shouldRun = false;
|
||||
lock (Lock)
|
||||
{
|
||||
Timer?.Change(Interval, Timeout.Infinite);
|
||||
if (Disposed) return;
|
||||
long now = GetCurrentTimeMs();
|
||||
if (now >= NextDueTime)
|
||||
{
|
||||
shouldRun = true;
|
||||
long scheduledTime = NextDueTime;
|
||||
NextDueTime += Interval;
|
||||
|
||||
if (now - scheduledTime > Interval / 2)
|
||||
{
|
||||
NextDueTime = now + Interval;
|
||||
Logger?.Warning($"WatchTimer Warning: Elapsed time {now - scheduledTime + Interval}ms exceeds interval {Interval}ms.");
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (shouldRun)
|
||||
{
|
||||
Timer?.Change(Interval - Watch.ElapsedMilliseconds, Timeout.Infinite);
|
||||
var sw = Stopwatch.StartNew();
|
||||
try { await Callback.Invoke(); }
|
||||
catch (Exception ex) { Logger?.Error($"Callback error: {ex}"); }
|
||||
sw.Stop();
|
||||
}
|
||||
|
||||
lock (Lock)
|
||||
{
|
||||
if (Disposed) return;
|
||||
long now = GetCurrentTimeMs();
|
||||
long delay = NextDueTime - now;
|
||||
if (delay < 0) delay = 0;
|
||||
Timer?.Change(delay, Timeout.Infinite);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
catch (Exception ex)
|
||||
|
|
@ -37,22 +61,35 @@ public class WatchTimerAsync<T>(int Interval, Func<Task> Callback, Logger<T>? Lo
|
|||
{
|
||||
if (!Disposed)
|
||||
{
|
||||
lock (Lock)
|
||||
{
|
||||
NextDueTime = GetCurrentTimeMs() + Interval;
|
||||
Timer = new Timer(Handler, null, Timeout.Infinite, Timeout.Infinite);
|
||||
Timer.Change(Interval, 0);
|
||||
Timer.Change(Interval, Timeout.Infinite);
|
||||
}
|
||||
else throw new ObjectDisposedException(nameof(WatchTimerAsync<T>));
|
||||
}
|
||||
else throw new ObjectDisposedException(nameof(WatchTimer<T>));
|
||||
}
|
||||
|
||||
public void Stop()
|
||||
{
|
||||
if (Disposed) return;
|
||||
|
||||
if (Timer != null)
|
||||
{
|
||||
lock (Lock)
|
||||
{
|
||||
Timer.Change(Timeout.Infinite, Timeout.Infinite);
|
||||
Timer.Dispose();
|
||||
Timer = null;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private static long GetCurrentTimeMs()
|
||||
{
|
||||
return Stopwatch.GetTimestamp() * 1000 / Stopwatch.Frequency;
|
||||
}
|
||||
|
||||
public void Dispose()
|
||||
{
|
||||
|
|
|
|||
Loading…
Reference in New Issue
Block a user