BetaFlight模块设计之二十八：MainPidLoop任务分析

Posted 2022-06-10 lida2003

BetaFlight模块设计之二十八：MainPidLoop任务分析

• MainPidLoop任务
• taskMainPidLoop任务分析
• • subTaskRcCommand子任务
  • subTaskPidController子任务
  • subTaskMotorUpdate子任务
  • subTaskPidSubprocesses子任务
• 业务函数整理(后续再做跟进)

基于BetaFlight开源代码框架简介的框架设计，逐步分析内部模块功能设计。

MainPidLoop任务

描述：这个应该是最为关键的PID飞行控制任务。

 ├──> 初始化
 │   ├──> [x]硬件初始化
 │   └──> [x]业务初始化
 ├──> 任务
 │   ├──> [x]实时任务
 │   ├──> [x]事件任务
 │   └──> [v]时间任务[TASK_PID] = DEFINE_TASK("PID", NULL, NULL, taskMainPidLoop, TASK_GYROPID_DESIRED_PERIOD, TASK_PRIORITY_REALTIME),
 ├──> 驱动
 │   ├──> [x]查询
 │   └──> [x]中断
 └──> 接口
     └──> TBD

taskMainPidLoop任务分析

该任务4个子任务，依次顺序执行。

注：这里的任务不存在中途被scheduler打断的情况，因此全局变量也不存在部分更新，包括对资源进行锁保护的问题。总的来说BetaFlight并非有系统调度概念，更像一个高级裸奔框架代码。

taskMainPidLoop
 ├──> subTaskRcCommand
 ├──> subTaskPidController
 ├──> subTaskMotorUpdate
 └──> subTaskPidSubprocesses

subTaskRcCommand子任务

主要根据遥控器操作进行相应的控制动作。

subTaskRcCommand
 ├──> condition1: isUsingSticksForArming() && rcData[THROTTLE] <= rxConfig()->mincheck //最小油门，解锁飞控
 ├──> condition2: !((mixerConfig()->mixerMode == MIXER_TRI || mixerConfig()->mixerMode == MIXER_CUSTOM_TRI) && servoConfig()->tri_unarmed_servo) //不是三角翼飞机
 ├──> condition3: mixerConfig()->mixerMode != MIXER_AIRPLANE    //尚未支持，忽略
 ├──> condition4: mixerConfig()->mixerMode != MIXER_FLYING_WING  //不是固定翼
 ├──> <满足1,2,3,4条件>
 │   └──> resetYawAxis();  //固定翼或者三角翼，伺服传动控制襟翼和尾翼应该是可以的，即使没有arm也应该可以操作（无危险）
 └──> processRcCommand

subTaskPidController子任务

subTaskPidController
 ├──> pidController(currentPidProfile, currentTimeUs);
 ├──> <USE_RUNAWAY_TAKEOFF>
 │   └──> 【起飞异常判断；如果异常直接disarm飞机，防止意外安全事故发生】
 └──> <USE_PID_AUDIO><isModeActivationConditionPresent(BOXPIDAUDIO)>
     └──> pidAudioUpdate

subTaskMotorUpdate子任务

subTaskMotorUpdate
 ├──> mixTable(currentTimeUs);
 ├──> <isMixerUsingServos()>
 │   └──> writeServos();
 └──> writeMotors();

subTaskPidSubprocesses子任务

subTaskPidSubprocesses
 ├──> <sensors(SENSOR_GPS) || sensors(SENSOR_MAG)>
 │   └──> updateMagHold();
 └──> <!cliMode && blackboxConfig()->device>
     └──> blackboxUpdate(currentTimeUs);

业务函数整理(后续再做跟进)

初步看了下下面函数，很多是和业务强相关的内容，不在框架代码中展开。尤其是部分内容涉及到算法控制，比如：2DOF pid控制等。

注：后续我们针对业务算法等，逐步展开细节内容按照功能模块的方式进行展开，比如：滤波、pid算法、取样滤噪等。

1. processRcCommand
2. pidController
3. pidAudioUpdate
4. mixTable
5. writeServos
6. writeMotors
7. updateMagHold
8. blackboxUpdate