hlp/VX5_KRO_GearPump
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压力调节第一版

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byons
2026-07-30 11:24:14 +08:00
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commit f9a4b25d7d
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InkJetPrinter.cpp
+235 -99
View File
@@ -347,6 +347,92 @@ struct _pid{
float integral_max; //积分限幅（根据实际调整）
}pid;
// 双模式PID参数配置
struct DualModePIDParams {
// 快速收敛模式（大偏差）
float fast_Kp;
float fast_Ki; // 通常为0
float fast_Kd;
float fast_maxDelta; // 单次调整限幅
int fast_cycle; // 调整周期（单位：100ms）
// 精准稳压模式（小偏差）
float precision_Kp;
float precision_Ki;
float precision_Kd;
float precision_maxDelta;
int precision_cycle;
float integral_limit; // 积分限幅
int stable_threshold; // 稳定判定阈值
int stable_count_req; // 需要稳定的次数
// 模式切换阈值
float switch_threshold; // 切换到精准模式的误差阈值
};
// 无分流管设备参数
static DualModePIDParams params_no_reclaim = {
// 快速模式
0.10f, // fast_Kp
0.0f, // fast_Ki
0.05f, // fast_Kd
10.0f, // fast_maxDelta
8, // fast_cycle (800ms)
// 精准模式
0.025f, // precision_Kp
0.010f, // precision_Ki
0.03f, // precision_Kd
3.0f, // precision_maxDelta
10, // precision_cycle (1000ms)
250.0f, // integral_limit
10, // stable_threshold
10, // stable_count_req
50.0f // switch_threshold
};
// 有分流管设备参数
static DualModePIDParams params_with_reclaim = {
// 快速模式
0.12f, // fast_Kp
0.0f, // fast_Ki
0.08f, // fast_Kd
12.0f, // fast_maxDelta
8, // fast_cycle (800ms)
// 精准模式
0.035f, // precision_Kp
0.015f, // precision_Ki
0.05f, // precision_Kd
4.0f, // precision_maxDelta
10, // precision_cycle (1000ms)
300.0f, // integral_limit
15, // stable_threshold
8, // stable_count_req
50.0f // switch_threshold
};
// PID控制器状态
struct PIDController {
float integral; // 积分累积
float last_actual; // 上次实际值（用于微分先行）
int adjust_skip; // 周期计数器
int stable_count; // 稳定计数器
bool in_precision_mode; // 当前是否在精准模式
void reset() {
integral = 0.0f;
last_actual = 0.0f;
adjust_skip = 0;
stable_count = 0;
in_precision_mode = false;
}
};
static PIDController pid_ctrl;
void PID_init(){
pid.SetSpeed=0.0;
@@ -358,6 +444,88 @@ void PID_init(){
pid.Kp=0.21; //0.25
pid.Ki=0.006; //0.015
pid.Kd=0.0;
// 重置双模式PID控制器
pid_ctrl.reset();
}
// 微分先行PID计算函数
// derivative_on_measurement: 只对实际值求微分，避免设定值突变冲击
float DualModePID_Calculate(float setpoint, float actual, const DualModePIDParams& params,
PIDController& ctrl, float u_current, float u_min, float u_max) {
float error = setpoint - actual;
float abs_error = (error < 0) ? -error : error;
// 判断当前应该使用哪种模式
bool use_precision = (abs_error <= params.switch_threshold);
float Kp, Ki, Kd, max_delta;
if (use_precision) {
// 精准稳压模式
Kp = params.precision_Kp;
Ki = params.precision_Ki;
Kd = params.precision_Kd;
max_delta = params.precision_maxDelta;
ctrl.in_precision_mode = true;
} else {
// 快速收敛模式
Kp = params.fast_Kp;
Ki = params.fast_Ki; // 通常为0
Kd = params.fast_Kd;
max_delta = params.fast_maxDelta;
ctrl.in_precision_mode = false;
// 快速模式下清零积分，避免积分累积
ctrl.integral = 0.0f;
}
// 比例项
float p_term = Kp * error;
// 积分项（带抗饱和）
float i_term = 0.0f;
if (use_precision && Ki > 0.0f) {
// 积分分离：只在精准模式下累积
// 积分抗饱和：转速到达限位时停止累积
bool at_upper_limit = (u_current >= u_max - 1.0f) && (error > 0);
bool at_lower_limit = (u_current <= u_min + 1.0f) && (error < 0);
if (!at_upper_limit && !at_lower_limit) {
ctrl.integral += error;
// 积分限幅
if (ctrl.integral > params.integral_limit) {
ctrl.integral = params.integral_limit;
} else if (ctrl.integral < -params.integral_limit) {
ctrl.integral = -params.integral_limit;
}
}
i_term = Ki * ctrl.integral;
}
// 微分先行：只对实际值求微分，避免设定值突变时微分项冲击
// 传统微分：Kd * (error - error_last) = Kd * [(set-act) - (set_last-act_last)]
// 微分先行：-Kd * (actual - actual_last) 当设定值不变时两者等价，但设定值变化时微分先行无冲击
float d_term = 0.0f;
if (Kd > 0.0f) {
float derivative = -(actual - ctrl.last_actual); // 负号因为是对实际值求导
d_term = Kd * derivative;
ctrl.last_actual = actual;
}
// PID输出
float delta_u = p_term + i_term + d_term;
// 输出限幅
if (delta_u > max_delta) {
delta_u = max_delta;
} else if (delta_u < -max_delta) {
delta_u = -max_delta;
}
return delta_u;
}
static float u = 1.0;
@@ -387,7 +555,7 @@ float PID_realize2(float speed, float act){
pid.err = pid.SetSpeed - pid.ActualSpeed;
float delta_u = pid.Kp * (pid.err - pid.err_last)
+ pid.Ki * pid.err;
+ pid.Ki * pid.err;
// 自适应非对称限幅：
// 压力严重偏高（err < -30）：允许快速减速，限制慢速加速
@@ -420,12 +588,14 @@ void InkJetPrinter::pressureAdj()
m_stableCount = 0;
for(int i = 0; i < 10; i++) m_pressureBuf[i] = 0;
m_bufIdx = 0;
pid_ctrl.reset(); // 重置双模式PID控制器
sysPara->devOp->WriteMoterPump();
return;
}
if(!sysPara->para.gearPumpEnable)
{
// 非使能状态保留旧PID逻辑
if(u > 0 || ((sysPara->para.pressure - sysPara->status.PRESSURE) > 0))
u = PID_realize((float)sysPara->para.pressure, (float)sysPara->status.PRESSURE);
sysPara->para.gearPumpValue = (u > 0) ? (unsigned short)u : 0;
@@ -435,6 +605,11 @@ void InkJetPrinter::pressureAdj()
return;
}
// 根据是否有分流管选择参数集
const DualModePIDParams& params = sysPara->para.flagOfReclaimPumEnable
? params_with_reclaim
: params_no_reclaim;
int maxValue = sysPara->para.flagOfReclaimPumEnable ? 420 : 800;
if(maxValue < 60) maxValue = 60;
@@ -447,9 +622,8 @@ void InkJetPrinter::pressureAdj()
int actual = sysPara->status.PRESSURE;
int target = (int)sysPara->para.pressure;
int cur;
// 每次进入都更新滑动平均缓冲（软启动用瞬时值，闭环用平均值）
// 每次进入都更新滑动平均缓冲
m_pressureBuf[m_bufIdx] = actual;
m_bufIdx = (m_bufIdx + 1) % 10;
int avgPressure = 0;
@@ -458,7 +632,6 @@ void InkJetPrinter::pressureAdj()
// ---------------------------------------------------------------
// 硬保护：压力超过目标+50，立即强制减速，优先级最高
// 覆盖自检、软启动、闭环所有阶段
// ---------------------------------------------------------------
if(actual > target + 50)
{
@@ -467,142 +640,104 @@ void InkJetPrinter::pressureAdj()
if(delta < -15.0f) delta = -15.0f;
u += delta;
clampU();
m_lastPressure = actual;
// 超调时清零积分，避免积分饱和
pid_ctrl.integral = 0.0f;
sysPara->para.gearPumpValue = (unsigned short)(int)u;
sysPara->devOp->WriteMoterPump();
return;
}
// ---------------------------------------------------------------
// 软启动：自适应步长，每 800ms 一次
// 自检期间也走此逻辑（硬保护兜底），自检完成后重置重新收敛
// 软启动阶段不做压力稳定检测，优先快速收敛
// 双模式PID控制：根据误差大小自动切换快速/精准模式
// 快速模式：大偏差快速收敛，周期800ms
// 精准模式：小偏差精准稳压，周期1000ms，等待压力稳定后调整
// ---------------------------------------------------------------
if(!m_rampDone)
// 判断当前应该使用哪种模式
float error = (float)(target - actual);
float abs_error = (error < 0) ? -error : error;
bool use_precision = (abs_error <= params.switch_threshold);
int cycle = use_precision ? params.precision_cycle : params.fast_cycle;
// 周期控制
if(++pid_ctrl.adjust_skip < cycle)
{
if(++m_adjSkip < 8)
{
sysPara->para.gearPumpValue = (unsigned short)(int)u;
sysPara->devOp->WriteMoterPump();
return;
}
m_adjSkip = 0;
int err = target - actual;
if(err < 0)
{
// 超压：小步减速
u -= 1.0f;
}
else
{
// 自适应步长：差得远步子大，差得近步子小
float step;
if (err > 200) step = 5.0f;
else if(err > 100) step = 3.0f;
else if(err > 50) step = 2.0f;
else step = 1.0f;
u += step;
}
clampU();
// 转速上限保护
if(sysPara->para.flagOfReclaimPumEnable &&
sysPara->status.gearPumpRunSpeed >= maxSpeed)
{
u -= 3.0f;
clampU();
}
cur = (int)u;
// 进入闭环条件：压力已稳定在目标±50以内
if(sysPara->status.selfCheckDone && err >= -50 && err <= 50)
{
m_rampDone = true;
m_adjSkip = 0;
}
sysPara->para.gearPumpValue = (unsigned short)cur;
sysPara->para.gearPumpValue = (unsigned short)(int)u;
sysPara->devOp->WriteMoterPump();
return;
}
// ---------------------------------------------------------------
// 闭环：等压力稳定后再调速，自适应管路响应时间
//
// 每100ms采样一次，连续3次压力变化<15认为稳定，才执行调速
// 最长等待5s（50次）兜底，防止管路持续抖动导致永远不调
//
// 调速后立即重置稳定计数，重新等待下一次稳定
//
// 分区Kp：误差大步子大，误差小步子小
// |err| > 100 → Kp=0.05，限幅±5
// |err| 50~100→ Kp=0.04，限幅±4
// |err| < 50 → Kp=0.03，限幅±3
// ---------------------------------------------------------------
// 精准模式需要等待压力稳定
if(use_precision)
{
// 稳定检测用平均值，滤掉传感器噪声
int pressureChange = avgPressure - m_lastPressure;
if(pressureChange < 0) pressureChange = -pressureChange;
m_lastPressure = avgPressure;
m_adjSkip++; // 复用为超时计数
bool stable = (pressureChange < 10);
bool timeout = (m_adjSkip >= 50); // 5s兜底
bool stable = (pressureChange < params.stable_threshold);
if(stable)
m_stableCount++;
pid_ctrl.stable_count++;
else
m_stableCount = 0;
pid_ctrl.stable_count = 0;
bool readyToAdj = (m_stableCount >= 15) || timeout;
if(!readyToAdj)
// 如果还未稳定，继续等待
if(pid_ctrl.stable_count < params.stable_count_req)
{
sysPara->para.gearPumpValue = (unsigned short)(int)u;
sysPara->devOp->WriteMoterPump();
return;
}
// 平均压力已稳定（或超时兜底），执行调速，重置计数
m_adjSkip = 0;
m_stableCount = 0;
// 压力已稳定，执行调速，重置计数
pid_ctrl.adjust_skip = 0;
pid_ctrl.stable_count = 0;
// 误差用平均值计算，避免瞬时噪声影响调速幅度
float absErr = (float)(target - avgPressure);
if(absErr < 0.0f) absErr = -absErr;
float kp, capDelta;
if(absErr > 100.0f) { kp = 0.05f; capDelta = 5.0f; }
else if(absErr > 50.0f) { kp = 0.04f; capDelta = 4.0f; }
else { kp = 0.03f; capDelta = 3.0f; }
float err = (float)(target - avgPressure);
float delta_u = kp * err;
if(delta_u > capDelta) delta_u = capDelta;
if(delta_u < -capDelta) delta_u = -capDelta;
// 精准模式使用平均压力计算
float delta_u = DualModePID_Calculate((float)target, (float)avgPressure, params,
pid_ctrl, u, 60.0f, (float)maxValue);
// 转速上限软限制：转速已达上限时禁止继续加速
if(sysPara->para.flagOfReclaimPumEnable &&
sysPara->status.gearPumpRunSpeed >= maxSpeed)
sysPara->status.gearPumpRunSpeed >= maxSpeed)
{
if(delta_u > 0.0f) delta_u = 0.0f;
}
u += delta_u;
clampU();
cur = (int)u;
sysPara->para.gearPumpValue = (unsigned short)cur;
sysPara->devOp->WriteMoterPump();
}
else
{
// 快速模式：立即调整，重置计数
pid_ctrl.adjust_skip = 0;
pid_ctrl.stable_count = 0;
// 快速模式使用瞬时压力计算
float delta_u = DualModePID_Calculate((float)target, (float)actual, params,
pid_ctrl, u, 60.0f, (float)maxValue);
// 转速上限软限制
if(sysPara->para.flagOfReclaimPumEnable &&
sysPara->status.gearPumpRunSpeed >= maxSpeed)
{
if(delta_u > 0.0f) delta_u = 0.0f;
}
u += delta_u;
clampU();
}
sysPara->para.gearPumpValue = (unsigned short)(int)u;
sysPara->devOp->WriteMoterPump();
}
static bool firstTime = true;
extern void MySleep(unsigned int msec);
extern unsigned char test_flag;
@@ -3256,5 +3391,6 @@ void InkJetPrinter::onDlgFileOpen(const QString& filename)
return;
}
loadWorkFileAndPreparePrint(filename);
auto ret = loadWorkFileAndPreparePrint(filename);
LogInfo::setRunStatusText(QString("Work file opened: %1, result: %2").arg(filename).arg(ret));
}
docs/项目架构说明文档.md
+12 -10
View File
@@ -469,17 +469,17 @@ PicScene (QGraphicsScene) # 场景，管理所有图元
└─── 软解动态图元 (PicDateItem PicScheduleShiftItem PicCodeItem)
└── onPreviewScene() 与静态图元一样，进入onPreviewScene()
└── variableItemsUpdate() 动态检查图元是否发生变化，更新数据
└── SendPrintDataToFpga() 局部发送更新后的点阵数据至FPGA
└── SendPrintDataToFpga() 发送更新后的点阵数据至FPGA
```
**打印内容相关的几个重要的函数：**
[SendPrintDataToFpga()](../mainwidget.cpp#L935) 负责将打印数据、打印设置和变量控制通过串口发送给FPGA，FPGA接收后驱动喷头进行喷印。该函数被设计成支持全量更新与局部更新，静态图元在打印开始前一次性发送，而动态图元则在每次变化时局部更新。局部更新时，SendPrintDataToFpga不会发送打印设置和变量控制数据，只会按列为单位更新打印缓冲区的点阵数据。
[SendPrintDataToFpga()](../mainwidget.cpp#L935) 负责将打印数据、打印设置和变量控制通过串口发送给FPGA，FPGA接收后驱动喷头进行喷印。静态图元在打印开始前一次性发送，而动态图元则在每次变化时更新打印数据。更新打印数据时，SendPrintDataToFpga不会发送打印设置和变量控制数据，只会按列为单位更新打印缓冲区的点阵数据。
[imageToPrintData()](../mainwidget.cpp#L675) 将 QImage 转换为点阵数据，该函数可将图像填充至打印缓冲区的指定位置，随后由 SendPrintDataToFpga() 发送至FPGA。动态软解图元（如日期、计数器、二维码）在每次变化时调用该函数刷新打印缓冲区。
[onPreviewScene()](../mainwidget.cpp#L1888) 是场景预览的核心函数，负责将场景中的所有图元渲染为 QImage，并调用 imageToPrintData() 全量写入打印缓冲区。
[variableItemsUpdate()](../mainwidget.cpp#L1024) 动态检查图元是否发生变化，配合 imageToPrintData()、SendPrintDataToFpga() 实现局部更新打印数据。
[variableItemsUpdate()](../mainwidget.cpp#L1024) 动态检查图元是否发生变化，配合 imageToPrintData()、SendPrintDataToFpga() 实现更新打印数据。
### 7.2 从文件到打印的数据流向
@@ -546,7 +546,6 @@ RFIDManager::sig_showMsg ──→ InkJetPrinter::slt_showMsg()
```
---
## 8. RFID刷卡模块
@@ -560,7 +559,6 @@ RFIDManager::sig_showMsg ──→ InkJetPrinter::slt_showMsg()
**功能**:
- 墨水/溶剂添加验证（刷卡 + 物理添加）
- 保养卡识别与提醒
- 自动扣减卡内余额
- 卡片使用标记（防重复使用）
- 超级卡的识别与处理
@@ -588,7 +586,7 @@ RFIDManager::sig_showMsg ──→ InkJetPrinter::slt_showMsg()
**目标平台**:
- ARM Linux: `TARGET = QtUI`
- 交叉编译: 使用 `linux-arm-g++` mkspec
- 交叉编译: 使用 `linux-aarch64-gnu-g++` mkspec
- x86桌面: 使用 `linux-g++` mkspec，用于开发调试
### 9.2 模块依赖
@@ -598,17 +596,21 @@ QT += core gui network serialport virtualkeyboard sql xml
```
### 9.3 编译命令
下面给出 InkjetUbuntu-T1 环境下调试、发布的编译方式
```bash
# ARM交叉编译
qmake -spec /usr/local/Trolltech/QtEmbedded-4.6.3-arm/mkspecs/qws/linux-arm-g++ \
"DEFINES+=ARM" "DEFINES+=QTV3" "DEFINES+=VNLG"
cd /path_to_your_arm_build_dir/ && /home/inkjet/QtSDK/bin/qmake /path_to_your_sources_dir/QtUI.pro -spec linux-aarch64-gnu-g++ CONFIG+=release
make -j
# x86桌面编译（调试）
qmake "DEFINES+=X86TEST"
make
cd /path_to_your_x86_build_dir/ && /home/inkjet/QtSDKPC/bin/qmake /path_to_your_sources_dir/QtUI.pro -spec linux-g++ CONFIG+=debug CONFIG+=qml_debug
make -j
```
### 9.4 发行编译
VX5 Release编译发行.md 给出了如何发布带崩溃转储的程序的流程
---
## 10. 关键配置与宏定义
mainwidget.cpp
+1 -29
View File
@@ -416,8 +416,6 @@ void MainWidget::generateCharRamData()
p_var->original = false;
}
int j;
int width;
if(p_var->bassAddr == -1){
if(sysPara->para.flagOfModuleDecimal || sysPara->para.flagOfModuleHide)
@@ -531,32 +529,6 @@ QList<QRect> MainWidget::variableItemsUpdate()
return QList<QRect>();
}
/*
旧实现：
int totalOfProcessedDots = 0;
int totalOfDatetimeNumber = 0;
int nbInvaliedDatetimePreview = 0;
int nbClipDatetimePreview = 0;
QList<QRect> updateAreas;
auto items = pPicScene->items();
for(auto i : items) {
PicTextItem* item = dynamic_cast<PicTextItem*>(i);
if(!item)
continue;
...
auto boundingRect = pPicScene->itemsBoundingRect().toRect();
QRect itemRect(item->pos().x() - boundingRect.x(), item->pos().y() - boundingRect.y(), img.width(), img.height());
...
QRect intersectRect = itemRect.intersected(sceneRect);
...
}
*/
int totalOfProcessedDots = 0;
int totalOfDatetimeNumber = 0;
int nbInvaliedDatetimePreview = 0;
@@ -1204,7 +1176,7 @@ void MainWidget::initSheet()
ui.m_StopBtn->setStyleSheet(stopBtnSheet);
constexpr char* reclaimBtnNormalStyle = R"(
const char* reclaimBtnNormalStyle = R"(
QToolButton {
padding: 16px 16px;
border-radius: 6px;
testprintwidget.cpp
+12 -14
View File
@@ -427,22 +427,20 @@ void TestPrintWidget::openWorkFile(QString filePath){
// 将场景中所有项移动，使 pPicScene->itemsBoundingRect() 的左上角对齐到 scene 的 (0,0)
// 计算当前边界并做平移（仅在有偏移时执行）
{
QRectF bounds = pPicScene->itemsBoundingRect();
if (!bounds.isNull()) {
qreal dx = -bounds.x();
qreal dy = -bounds.y();
if (!qFuzzyIsNull(dx) || !qFuzzyIsNull(dy)) {
const auto items = pPicScene->items();
for (QGraphicsItem* it : items) {
// 仅移动属于场景根的项，避免重复移动子项
if (!it) continue;
QPointF oldPos = it->pos();
it->setPos(oldPos + QPointF(dx, dy));
}
QRectF bounds = pPicScene->itemsBoundingRect();
if (!bounds.isNull()) {
qreal dx = -bounds.x();
qreal dy = -bounds.y();
if (!qFuzzyIsNull(dx) || !qFuzzyIsNull(dy)) {
const auto items = pPicScene->items();
for (QGraphicsItem* it : items) {
// 仅移动属于场景根的项，避免重复移动子项
if (!it) continue;
QPointF oldPos = it->pos();
it->setPos(oldPos + QPointF(dx, dy));
}
}
}
}
pViewer->centerOn(0, 0);