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雜談PID控制算法——最終篇:C語言實現51單片機中的PID算法

編輯:關於C語言

真遺憾,第二篇章沒能夠發表到首頁上去。趁熱打鐵。把最終篇——代碼篇給發上來。

代碼的設計思想請移步前兩篇文章

//pid.h
#ifndef __PID__
#define __PID__
/*PID = Uk + KP*[E(k)-E(k-1)]+KI*E(k)+KD*[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)];(增量型PID算式)
函數入口: RK(設定值),CK(實際值),KP,KI,KD
函數出口: U(K)*/
typedef struct PIDValue
{
	int8 KP;
	int8 KI;
	int8 KD;
	int8 F;
	int8 BITMOV;
	int EK[3];
	
	int UK;
	int RK;
	int CK;
	int UK_REAL;

}pid_str;
//PIDValueStr  PID;
void    pid_exe(pid_str *PID)  ;
#endif

//pid.c
/*PID = PID->UK_REAL + PID->KP*[E(k)-E(k-1)]+PID->KI*E(k)+PID->KD*[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)];(增量型PID算式)
函數入口: PID->RK(設定值),PID->CK(實際值),PID->KP,PID->KI,PID->KD
函數出口: U(K)*/
#include"defines.h"
#include"pid.h"
#define MAXOUT 0xff
//#define MAXGAP 100

void pid_exe(pid_str*PID)
{
	PID->EK[2]=PID->EK[1];
	PID->EK[1]=PID->EK[0];
	PID->EK[0]=PID->RK-PID->CK;
	PID->UK_REAL=PID->UK_REAL
		+PID->KP*(PID->EK[0]-PID->EK[1])//微分一次後積分即原數
		+(float)PID->KI*PID->EK[0]/PID->F//直接積分
		+(float)PID->KD*(PID->EK[0]-2*PID->EK[1]+PID->EK[2])*PID->F;//二階微分後積分即一階微分
	if((PID->UK_REAL>>PID->BITMOV)>=MAXOUT)
	{
		PID->UK=MAXOUT;
	}else if(PID->UK_REAL>>PID->BITMOV<=-MAXOUT)
	{
		PID->UK=-MAXOUT;
	}else
	{
		PID->UK=PID->UK_REAL>>PID->BITMOV;
	}
		
}

這裡我寫的代碼用到的是增量型的PID(即UK_REAL + PID->KP*[E(k)-E(k-1)]+PID->KI*E(k)+PID->KD*[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)];這句話所對應的是pid控制量在之前pid控制量的基礎上增加的值,相當於求了一次導)。最終輸出的結果將每一次運算的值累加輸出就行了。

附上摘抄的位置型pid與增量型pid的區別來。。

(1)位置式PID控制的輸出與整個過去的狀態有關,用到了誤差的累加值;而增量式PID的輸出只與當前拍和前兩拍的誤差有關,因此位置式PID控制的累積誤差相對更大;

(2)增量式PID控制輸出的是控制量增量,並無積分作用,因此該方法適用於執行機構帶積分部件的對象,如步進電機等,而位置式PID適用於執行機構不帶積分部件的對象,如電液伺服閥。

(3)由於增量式PID輸出的是控制量增量,如果計算機出現故障,誤動作影響較小,而執行機構本身有記憶功能,可仍保持原位,不會嚴重影響系統的工作,而位置式的輸出直接對應對象的輸出,因此對系統影響較大。

PS:之前模板看的審美疲勞了。。換個模板換個心情。。

PPS:求小編給力。。求過。。。

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