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Thema: ESP32 berechnet floats falsch im Vergleich zu M4 und Due/M3

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  1. #1
    HaWe
    Gast

    [gelöst] ESP32 berechnet floats falsch vs. M4 und Due/M3

    hi,
    Mein ESP32 berechnet floats in einem Programm falsch im Vergleich zu meinem M4 und meinem M3 / Due
    (Arduino IDE 1.8.8 )

    nach einer langen Berechnung (1264 Schritte) durch den M4 erhalte ich das Ergebnis 32.843750,
    während der ESP32 54196.625 berechnet
    Ich habe das auch mit dem Due nochmals getestet und hier bekomme ich auch das Ergebnis 32.843750, genau wie beim M4.



    Dies ist der relevante Code:

    Code:
    //  Lunar Lander
    
      
    // preprocessor defaults for time sync: 
    //#define SYNC_REALTIME      // real time sync; outcomment for time lapse
    
    
    #if defined (SAM)
       #include "avr/dtostrf.h"   // sprintf() and dtostrf() for floats
    #endif
    
    
    //----------------------------------------------------
    // flight control
    //----------------------------------------------------
    // public:
    float mFuel=8200;          // fuel mass in kg for landing
    float hi=15300;            // act height in m
    float vHorz=1685;          // Horizontal orbital speed m/s 
    
    float sTargm=470000;       // horizontal way to target landing place
    
    float burnPerc=0;          // user input: burnrate %
    float ftilt;               // tilt horiz...vert -1...0...+1
    float tiltDeg;             // tilt degrees -90°...0...+90°
    
    //----------------------------------------------------
    // private: 
    float ti=0.0, dt=0.5;       // act time, delta time in sec
    
    const float g=1.62;               // Moon gravity
    const float MoonRad=3476000/2.0;  // Moon radius
    const float mLander=6500;         // lander mass in kg with launch fuel
    const float Isp=3050;             // Rocket engine Specific Impulse
    const float FBrake=45000;         // Rocket engine max Propulsion Force 
    
    float burnMax=FBrake/Isp;   // absolute max fuel burnrate 
    float mTotal=mLander+mFuel; // brutto weight with full tanks  
    float rBrake;               // user Rocket brake force 100%, percentual
    float dFuel=0;              // delta fuel
    float burnf=0;              // burnrate factor 0.0 ... 1.0
    
    float dh=0.0;               // delta height in m
    float scaleH=hi/100;        // scaler for tft.hight=100%
    float vVert=0.0;            // Impact speed in m/s   
    float accVert=0;            // vertical accel (sum)
    float accBrake=0;           // acc by break rockets
    float fCentrifug=0;         // centrifugal force by orbital speed
    float accCentrif=0;         // centrifugal accel by orbital speed
    
    float sHorzm=0.0;           // horizontal way flown in m
    
    
    
    //----------------------------------------------------
    // Serial LogBook
    //----------------------------------------------------
    void LogBook(){
       char sbuf1[50], sbuf2[50] ;   
       char* headline1 = "t.sec  hi.m vVert vHoriz   ";
       char* headline2 = "Burn tilt    brake acc  Fuel TBase.m";
       
       Serial.print(headline1);
       Serial.println(headline2);
       
       sprintf(sbuf1,    "%5.1f %5d %4d  %4d     ", 
                        ti, (int)hi, (int)vVert, (int)vHorz);
       sprintf(sbuf2,    "%3d%% %4d     %3.1f %4.1f %5d %f", 
                        (int)burnPerc, (int)(ftilt*90), accBrake, accVert, 
                        (int)mFuel, (float)(sTargm-sHorzm));
                        
       Serial.print(sbuf1); Serial.println(sbuf2);  
       Serial.println();  
    }
    
    
    
    uint32_t dtime;
    
    //----------------------------------------------------
    // Lander Move
    //----------------------------------------------------
    void LanderMove() {  
       static float t0=ti;     
       
       dtime=millis();
       if(hi>0) { 
    
          // Burn Ratio:
          // 100 = 100% == full brake power
          //  50 =  50% == half brake power
          //  0  =  0%  == zero brake power
          //  or anything in between
          //
          // 100% BURN RATIO (BRAKE  POWER) 
          //     => 45000kN propulsion force
          //     => 14,75 kg Fuel burn per second
          //     => brake accelation = 3m/s²
          
          // XEROX Board Computer program, debug:    
          if( sHorzm<15600.0) burnPerc=0;  //  sHorzm<15600    
          else
          if( vVert>60||vHorz>30 ) burnPerc=100;  //  
          else
          if(vVert>50) burnPerc=65;
          else       
          if(vVert>40&&hi<3000) burnPerc=45; 
          else
          if(vVert>35&&hi<1800) burnPerc=40; 
          else
          if(vVert>10&&hi<1100) burnPerc=35; 
          else
          if(vVert>=1&&hi<120) burnPerc=33; 
          else      
          burnPerc=0;
    
          // calculate control
    
          fCentrifug=vHorz*vHorz*mTotal/(MoonRad+hi);
          accCentrif=fCentrifug/mTotal;
          
          if(mFuel==0) burnPerc=0;          // no fuel, no burn ;)      
          burnf = burnPerc/100.0;           // factor  0...1
    
      //  vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv 
          dFuel=  burnMax*burnf*dt;        // try burnrate: enough fuel? 
          dFuel = min(dFuel, mFuel);       // calc available rest fuel 
          
          burnf = (dFuel/burnMax)/dt;       // re-calc burnrate by rest fuel
          burnPerc = burnf*100;
          
          rBrake= FBrake*burnf;           // rel brake force  
          accBrake= rBrake/mTotal;        // rocket brake acceleration
          
          mFuel = max(mFuel-dFuel, (float)0);     // rest fuel >=0          
          mTotal= mLander+mFuel;          // new total mass   
      
          if(vVert>=5  ) {
            if(vVert>=40 && vHorz>2 )  ftilt=0.65; // 58.5°
            else 
            
            if(vVert>=30 && vHorz>2 )  ftilt=0.75; // 67.5°          
            else 
            if(vVert>=20 && vHorz>2 )  ftilt=0.80; // 72.0°                 
     
            else
            if(vHorz<=2 && vHorz>=-2) ftilt=0.0; 
            else        
            if(vHorz<0)    ftilt=0.0; 
        
            else ftilt=0.85;    // 76.5°          
          }
          else 
          if(vVert<5&&vHorz>20 )  ftilt=1; 
          else ftilt=0; 
    
          accVert = g - (1-abs(ftilt))*accBrake -accCentrif;
          vVert = vVert + accVert*dt;        // fractional vertical brake
          
          if(vHorz>0) 
          vHorz = vHorz - (ftilt)*accBrake*dt;   // fractional horizonal brake
    
          //  vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv 
          sHorzm = sHorzm + vHorz*dt;            // horizontal way flown      
          dh = 0.5*accVert*dt*dt + vVert*dt ;    // delta height by res. grav+centrifug.+brake acc.
          hi = hi-dh;                            // new resulting height
    
          //-----------------------------------------------         
          // pause
          #ifdef SYNC_REALTIME  
             while( millis()-dtime < dt*1000 );  
          #endif   
          //-----------------------------------------------
                    
          ti+=dt;       
          LogBook();
          t0=ti;           
       
          //-----------------------------------------------
          // Landing specs/ratings
          
                                                         
          if ( (( hi<=0 && vVert>=5 ) && vVert<8) )   // Damage              
          {  
            Serial.println();
            Serial.println(" !! Damage !!");    
        
          }
          
          else       
          if ( hi<=0 && vVert<5 && abs(sTargm-sHorzm)>100) {  // very good Landing but way off
            burnPerc=0;                
            Serial.println();
            Serial.println("Very good but way off!");    
          }
    
          else       
          if ( hi<=0 && vVert<5) {               // Perfect Landing
            burnPerc=0;                
            Serial.println();
            Serial.println("Perfect Landing!");      
          }
    
    
          else  
          if ( hi<=0 )        // B L A S T
          {  
            Serial.println();
            Serial.println(" !!! B L A S T !!!");          
          }
       }    
    }
    
    
    //----------------------------------------------------
    // setup
    //----------------------------------------------------
    void setup() {
      #if defined (SAM)
         asm(".global _printf_float"); // sprintf() and dtostrf() for floats
      #endif
      
      Serial.begin(115200);
      delay(2000);
      Serial.println("Serial started!"); 
    
      sHorzm=0; // way flown 
      
      Serial.println();
       
      delay(dt*1000);  
      
      fCentrifug=vHorz*vHorz*mTotal/(MoonRad+hi);
      accCentrif=fCentrifug/mTotal;
      accVert=g-accBrake-accCentrif;
      LogBook();  
    }
    
    
    //----------------------------------------------------
    // loop
    //----------------------------------------------------   
    void loop(void) {  
              
       if (hi>0)  {
          LanderMove();      
       }
      
    }
    Der fragliche Wert ist der letzte in den seriellen Ausgabezeilen (TBase.m).
    Eigentlich müsste das M4- und Due-Ergebnis eher das richtige sein ...!

    Hat jemand so etwas schon einmal gehört oder gelesen und kann die Rechenergebnisse ggf nachprüfen bzw für M3, M4 und ESP32-Plattformen bestätigen?
    Geändert von HaWe (02.05.2019 um 20:22 Uhr)

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