O Programa de Controle de Trajetoria

A Figura A.11 mostra o diagrama de estados do programa de controle de trajetoria, obtido a partir da compilac~ao do projeto composto por AGVCTRAJ.CPP, UAI.CPP, UPI.CPP e UCT.CPP.

Durante a fase de iniciac~ao, o sistema carrega sua congurac~ao de arquivos em formato ASCII (numero de pontos Npts a serem adquiridos e dimens~oes do veculo).

Tambem s~ao carregados os par^ametros dos controladores e dos ltros de velocidade. Os dados do experimento de controle de trajetoria s~ao armazenados em vetores alocados dinamicamentedurante a iniciac~ao. Os vetores de interrupc~ao do PC s~ao desviados para as rotinas que tratam os eventos associados a interrupc~oes no programa de controle. As interrupc~oes utilizadas s~ao associadas a algumas linhas IRQ disponveis no barramento ISA, que s~ao:

IRQ5: Linha de requisic~ao geralmente utilizada por impressoras conectadas a porta paralela LPT2. No cart~ao de interface, esta linha e conectada a um dos

Ap^endice A. O Ve culo Prototipo 135 sinais do codicador incremental da roda de trac~ao da esquerda para a medic~ao do perodo da onda de velocidade

IRQ7: Linha de requisic~ao geralmente utilizada por impressoras conectadas a porta paralela LPT1. No cart~ao de interface, esta linha e conectada a um dos sinais do codicador incremental da roda de trac~ao da direita para a medic~ao do perodo da onda de velocidade

IRQ0: Esta linha e associada ao contador 0 de um temporizador 8254 disponvel na placa m~ae, e programado para gerar um pedido de interrupc~ao a uma taxa de aproximadamente 18,2 Hz. O programa de controle utiliza esta interrupc~ao para detectar o momento de parada dos motores de trac~ao. Isto e vericado se em duas ocorr^encias consecutivas de IRQ0 n~ao houver ocorrido uma interrupc~ao IRQ5 ou IRQ7. A ac~ao da rotina de interrupc~ao associada a IRQ0 e escrever zero nas velocidades!d ou !e, de acordo com o caso

IRQ8: Linha de requisic~ao utilizada pelo relogio em tempo-real que foi implemen-tado a partir da linha AT da IBM. O relogio em tempo-real gera uma interrupc~ao periodica por esta linha, utilizada pelo sistema operacional para a atualizac~ao do relogio (horas, minutos e segundos). No veculo, o relogio em tempo-real foi pro-gramado para gerar uma interrupc~ao a cada 3 90625 ms, onde e executado o escalonador de tarefas.

As rotinas de interrupc~ao associadas a IRQ5 e IRQ7 tambem aplicam as formulas de odometria para a atualizac~ao da posic~ao relativa do veculo.

Apos a iniciac~ao, o programa ca em um laco principal. Durante este laco e calcu-lado o erro de trajetoria e a lei de controle de trajetoria, e realizado o armazenamento de dados nos vetores previamente alocados, sincronizados com a ocorr^encia do escalo-nador, ou seja, a cada 3 90625 ms: Durante este laco, ocorrem as interrupc~oes progra-madas na iniciac~ao. O escalonador gerencia a execuc~ao de tr^es tarefas emround-robin e n~ao permite preempc~ao. Associado a cada tarefa existe um contador que determina o momento de execuc~ao em numeros de execuc~ao do escalonador. As tarefas gerenciadas pelo escalonador s~ao:

Ap^endice A. O Ve culo Prototipo 136

TAREFA 1: trata do calculo das velocidades das rodas de trac~ao sendo auxiliada pelas interrupc~oes das linhas IRQ5 e IRQ7, que medem os perodos das ondas de velocidade geradas pelos codicadores incrementais, e IRQ0 que detecta as rodas paradas. Esta tarefa realiza tambem a ltragem das velocidades medidas. O perodo de execuc~ao desta tarefa e igual ao perodo de execuc~ao do escalonador

TAREFA 2: implementa as leis de controle de velocidade angular das rodas de trac~ao. O escalonador executa esta tarefa a cada 19 53125 ms, ou seja, cada 5 execuc~oes do escalonador

TAREFA 3: responsavel por gerar os sinais PWM e os sinais de polaridade para os circuitos de acionamento dos motores de trac~ao. Esta tarefa e executada a cada ocorr^encia do escalonador.

A Figura A.12 mostra a sequ^encia de execuc~ao das tarefas pelo escalonador. Como pode ser vericado, apenas a tarefa TAREFA 2, que implementa os controladores de velocidade angular das rodas de trac~ao, e realizada a cada 5 execuc~oes do escalonador.

Se as tarefas n~ao terminarem ate a proxima interrupc~ao IRQ8, o sistema entra em pane (caracterstica de um executivo que n~ao permite preempc~ao). Mas isto n~ao chega a ocorrer pois as tarefas s~ao executadas rapidamente pelo microprocessador da central de processamento.

O laco principal pode ser nalizado se alguma tecla for pressionada no teclado (se ele estiver conectado), ou quando o veculo sai da trajetoria. Ent~ao o sistema salva os ultimos Npts adquiridos no laco principal em um arquivo com a terminac~ao .MAT. Desta forma, o comportamento do veculo durante experimentos de avaliac~ao do controlador de trajetoria pode ser avaliado com a ajuda do MATLAB.

Ap^endice A. O Ve culo Prototipo 137

T2 - TAREFA_2 T3 - TAREFA_3 T1 - TAREFA_1

T1 T1

Tempo em unidades

3 4 5 6 7 de 3,90625 ms

T1 T1

Escalonador Escalonador Escalonador Escalonador Escalonador Escalonador Escalonador Escalonador

0 1 2

Legenda:

T1 T1 T2 T3

T1

T1 T2 T3 T3 T3 T3 T3 T3 T3

Figura A.12: Sequ^encia de execuc~ao de tarefas pelo escalonador.

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