Впровадження пропорційного контролера
======================================

Тепер, коли ви дізналися про пропорційні контролери, давайте реалізуємо один для нашої діяльності з відстеження відстані, де ми хочемо тримати робота на деякій відстані від об'єкта перед ним за допомогою далекоміра!

Визначення термінології
--------------------

Давайте визначимо терміни, які нам знадобляться в нашому коді:

**Задана точка** або бажане значення: у цьому прикладі це певна відстань від далекоміра, на якій ми хочемо, щоб знаходився робот. 
Для цього прикладу візьмемо 20 см.

**Змінна процесу** або поточне значення: Ми отримуємо виміряне значення, зчитуючи значення далекоміра. Це :code:`rangefinder.distance()`.

Наша мета полягає в тому, щоб змінна процесу (відстань дальноміра) наблизилася до заданого значення (20 см).

Таким чином, наша **помилка** обчислюється як :code:`error = rangefinder.distance() - 20`. Зверніть увагу, що :code:`error = 20 - rangefinder.distance()` також є «правильним». Різниця в знаках полягає просто в тому, що має більше сенсу для вашого застосування. Тут, якщо ми мали б похибку 30 см,
ми хотіли б проїхати вперед на 10 см, тому нам потрібна позитивна похибка, щоб наші двигуни оберталися вперед.

**Вихідний сигнал управління**: У даному випадку це зусилля двигуна. Це пов'язано з тим, що ми хочемо рухатися зі швидкістю, пропорційною помилці відстані. Нагадаємо, що для P-регулювання це буде розраховуватися як :code:`motor_effort = Kp * error`.

**Kp**: Це наш пропорційний коефіцієнт підсилення. Хоча нам потрібно буде налаштувати це значення, ми можемо припустити досить розумне значення, враховуючи діапазон значень, які може приймати наша похибка, та область нашого контрольного виходу. У цьому випадку, якщо ми знаходимося на відстані 30 см
від об'єкта, наша похибка буде дорівнювати 10. Ми можемо припустити, що на такій достатній відстані ми захочемо рухатися вперед з максимальним зусиллям 1, оскільки зусилля обмежене областю :math:`[-1, 1]`. Таким чином, ми можемо припустити, що :code:`Kp = 1/10 = 0,1`. Звичайно, це, ймовірно, не остаточне значення, яке найкраще підходить для вашого робота, але це хороший відправний пункт.

Впровадження контролера
---------------------------

Тепер, коли ми визначили терміни, давайте напишемо код!

Почнемо з визначення пропорційного коефіцієнта підсилення та заданого значення:

.. tab-set::

    .. tab-item:: Python

        .. code-block:: python

            Kp = 0.1
            desired_distance = 20

    .. tab-item:: Blockly

        .. image:: media/variables.png
            :width: 300

Далі ми хочемо ввести якийсь цикл, щоб постійно зчитувати значення датчика відстані та оновлювати зусилля двигуна з виходу контролера.

.. tab-set::

    .. tab-item:: Python

        .. code-block:: python

            Kp = 0.1
            desired_distance = 20
            while True:
                error = rangefinder.distance() - desired_distance
                motor_effort = Kp * error
                drivetrain.set_effort(motor_effort, motor_effort)
                time.sleep(0.05)

    .. tab-item:: Blockly

        .. image:: media/pcode.png
            :width: 500

Кожна ітерація циклу складається з наступних кроків:    
    #. Зчитати значення дальноміра, щоб отримати поточну відстань    
    #. Обчислити похибку    
    #. Обчислити вихідний сигнал управління за допомогою Kp * похибка    
    #. Встановити зусилля двигуна трансмісії на вихідний сигнал управління    
    #. Зачекати короткий проміжок часу

Цей код повинен дати нам робоче рішення для підтримки заданої відстані від об'єкта, що знаходиться перед роботом!

.. admonition:: Спробуйте

    Спробуйте перемістити об'єкт перед роботом і спостерігайте, як робот намагається підтримувати          задану відстань! Що відбувається, коли ви збільшуєте Kp? А коли зменшуєте? Яке значення Kp             найкраще підходить для вашого робота?