PID 的C语言实现：

1、位置型PID的简单实现

/*定义结构体*/
    typedef struct
    {
      float  setpoint;       //设定值
      float Kp;     //比例系数
      float Kd;      //积分系数
      float Ki;    //微分系数
      float integral;//积分值
      float lasterror;     //前一拍偏差
      float result; //输出值
    }PID;

下面实现PID控制器：

void PIDRegulation(PID *vPID, float processValue)//输出PID变量地址和当前采样值
{
  float thisError;
  thisError=vPID->setpoint-processValue;//当前误差等于设定值减去当前值
  vPID->integral+=thisError;//误差积分，把所有误差累加起来
  vPID->result=vPID->Kp*thisError  +  vPID->Ki*vPID->integral  +  vPID->Kd*(thisError-vPID->lasterror);
  vPID->lasterror=thisError;
}

以上没有考虑任何干扰条件，仅仅只是对数学公式的计算机语言化。

2、增量型PID的简单实现
上面的位置型是最基本的PID公式，什么是增量型呢。比如前一篇讲到的温度控制。现在温度是30度，目标是50度，那么我们这一次给它加温10度，让它变化到40度。那么下一次要加多少度呢？（假设为N度），这个N度就是我们说地增量，增量的公式实际是 U(k)-U(k-1)，就是位置型结果的两次相减。
在这里插入图片描述

/*定义结构体*/
    typedef struct
    {
      float  setpoint;       //设定值
      float Kp;     //比例系数
      float Kd;      //积分系数
      float Ki;    //微分系数
      
      float lasterror;     //前一拍偏差   
      float preerror;     //前两拍偏差
      float result; //输出值
    }PID;//比上面少了个积分值，因为相减掉了

void PIDRegulation(PID *vPID, float processValue)
{
  float thisError;
  float increment;
  float pError,dError,iError;
  
  thisError=vPID->setpoint-processValue; //当前误差等于设定值减去当前值
  //计算公式中除系数外的三个 乘数
  pError=thisError-vPID->lasterror;//两次偏差差值err(k)-err(k-1)
  iError=thisError;
  dError=thisError-2*(vPID->lasterror)+vPID->preerror;

  increment=vPID->Kp*pError+vPID->Ki*iError+vPID->Kd*dError;   //增量计算

  vPID->preerror=vPID->lasterror;  //存放偏差用于下次运算
  vPID->lasterror=thisError;
  
  vPID->result+=increment;//结果当然是上次结果 加上本次增量
}

位置型PID特点：
位置型PID控制的输出与整个过去的状态有关，用到了偏差的累加值，容易产生累积偏差。
位置型PID适用于执行机构不带积分部件的对象。
位置型的输出直接对应对象的输出，对系统的影响比较大。
增量型PID控制器的基本特点：
增量型PID算法不需要做累加，控制量增量的确定仅与最近几次偏差值有关，计算偏差的影响较小。
增量型PID算法得出的是控制量的增量，对系统的影响相对较小。
采用增量型PID算法易于实现手动到自动的无扰动切换。

参考：https://www.cnblogs.com/foxclever/p/8902029.html

PID的算法很简单，难点是确认三个系数。
下面这里提到了N种方法，反正我还没看懂。
参考：https://www.cnblogs.com/steed/p/7808303.html

PID 的C语言实现：

猜你喜欢