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PID算法實(shí)現(xiàn)(c 語言)

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樓主
ID:198331 發(fā)表于 2017-5-9 16:46 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
  1.     #include <stdio.h>
  2.     #include<math.h>
  3.     //定義PID 的結(jié)構(gòu)體
  4.     struct _pid
  5.     {
  6.         int pv; //integer that contains the process value 過程量
  7.         int sp; //*integer that contains the set point   設(shè)定值
  8.         float integral; // 積分值 -- 偏差累計(jì)值
  9.         float pgain;
  10.         float igain;
  11.         float dgain;
  12.         int deadband;    //死區(qū)
  13.         int last_error;
  14.     };
  15.     struct _pid warm,*pid;
  16.     int process_point, set_point,dead_band; float p_gain, i_gain, d_gain,integral_val,new_integ;;
  17.     /*----------------------------------------------
  18.     pid_init DESCRIPTION This function initializes the
  19.     pointers  in  the  _pid  structure  to  the  process  variable
  20.     and the setpoint. *pv and *sp are integer pointers.
  21.     ---------------------------------------------- */
  22.     void pid_init(struct _pid *warm, int process_point, int set_point)
  23.     {
  24.         struct _pid *pid;
  25.         pid = warm;
  26.         pid->pv = process_point;
  27.         pid->sp = set_point;
  28.     }
  29.     /*----------------------------------------------
  30.     pid_tune DESCRIPTION Sets the proportional gain
  31.     (p_gain), integral gain (i_gain),
  32.     derivitive  gain  (d_gain),  and  the  dead  band  (dead_band)
  33.     of a pid control structure _pid.
  34.     設(shè)定PID參數(shù) ---- P,I,D,死區(qū)
  35.     ---------------------------------------------- */
  36.     void pid_tune(struct _pid *pid, float p_gain, float i_gain, float d_gain, int dead_band)
  37.     {
  38.         pid->pgain = p_gain;
  39.         pid->igain = i_gain;
  40.         pid->dgain = d_gain;
  41.         pid->deadband = dead_band;
  42.         pid->integral= integral_val;
  43.         pid->last_error=0;
  44.     }
  45.     /*----------------------------------------------
  46.     pid_setinteg DESCRIPTION Set a new value for the
  47.     integral term of the pid equation.
  48.     This is useful for setting the initial output of the
  49.     pid controller at start up.
  50.     設(shè)定輸出初始值
  51.     ---------------------------------------------- */
  52.     void pid_setinteg(struct _pid *pid,float new_integ)
  53.     {
  54.         pid->integral = new_integ;
  55.         pid->last_error = 0;
  56.     }
  57.     /*----------------------------------------------
  58.     pid_bumpless DESCRIPTION Bumpless transfer
  59.     algorithim.
  60.     When suddenly changing setpoints, or when restarting
  61.     the PID equation after an extended pause,
  62.     the derivative of the equation can cause a bump in the controller output. This function will help smooth out
  63.     that bump.
  64.     The process value in *pv should be the updated just
  65.     before this function is used.
  66.     pid_bumpless 實(shí)現(xiàn)無擾切換
  67.     當(dāng)突然改變設(shè)定值時(shí),或重新啟動(dòng)后,將引起擾動(dòng)輸出。這
  68.     個(gè)函數(shù)將能實(shí)現(xiàn)平順擾動(dòng), 在調(diào)用該函數(shù)之前需要先更新 PV值
  69.     ----------------------------------------------*/
  70.     void pid_bumpless(struct _pid *pid)
  71.     {
  72.         pid->last_error = (pid->sp)-(pid->pv);  //設(shè)定值與反饋值偏差
  73.     }
  74.     /*----------------------------------------------
  75.     pid_calc  DESCRIPTION  Performs  PID  calculations  for  the
  76.     _pid structure *a. This function uses the positional form of the pid
  77.     equation, and incorporates an integral windup
  78.     prevention algorithim.
  79.     Rectangular  integration  is  used,  so  this  function  must
  80.     be repeated on a consistent time basis for accurate
  81.     control.
  82.     RETURN VALUE The new output value for the pid loop.
  83.     USAGE #include "control.h"
  84.     本函數(shù)使用位置式PID計(jì)算方式,并且采取了積分飽和限制運(yùn)算
  85.     PID計(jì)算
  86.     ----------------------------------------------*/
  87.     float pid_calc(struct _pid *pid)
  88.     {
  89.     int err;
  90.     float pterm, dterm, result, ferror;
  91.     // 計(jì)算偏差
  92.     err = (pid->sp) - (pid->pv);
  93.     // 判斷是否大于死區(qū)
  94.         if (abs(err) > pid->deadband)
  95.         {
  96.             ferror = (float) err;   //do integer to float conversion only once 數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換
  97.             // 比例項(xiàng)
  98.             pterm = pid->pgain * ferror;
  99.             if (pterm > 100 || pterm < -100)
  100.             {
  101.                 pid->integral = 0.0;
  102.             }
  103.             else
  104.             {
  105.                 // 積分項(xiàng)
  106.                 pid->integral += pid->igain * ferror;
  107.                 // 輸出為0--100%
  108.                 // 如果計(jì)算結(jié)果大于100,則等于100
  109.                 if (pid->integral > 100.0)
  110.                 {
  111.                     pid->integral = 100.0;
  112.                 }
  113.                 // 如果計(jì)算結(jié)果小于0.0,則等于0
  114.                 else if (pid->integral < 0.0)
  115.                 {
  116.                     pid->integral = 0.0;
  117.                 }
  118.             }
  119.             // 微分項(xiàng)
  120.             dterm  =  ((float)(err  -  pid->last_error))  *  pid->dgain;
  121.             result = pterm + pid->integral + dterm;
  122.         }
  123.         else
  124.         {
  125.             result = pid->integral; // 在死區(qū)范圍內(nèi),保持現(xiàn)有輸出
  126.         }
  127.         // 保存上次偏差
  128.         pid->last_error = err;
  129.         // 輸出PID值(0-100)
  130.         return (result);
  131.     }
  132.     //----------------------------------------------
  133.     void main(void)
  134.     {
  135.         float display_value;
  136.         int count=0;
  137.         pid = &warm;
  138.         // printf("Enter the values of Process point, Set point, P gain, I gain, D gain \n");
  139.         // scanf("%d%d%f%f%f", &process_point, &set_point,&p_gain, &i_gain, &d_gain);
  140.         // 初始化參數(shù)
  141.         process_point = 30;
  142.         set_point = 40;
  143.         p_gain = (float)(5.2);
  144.         i_gain = (float)(0.77);
  145.         d_gain = (float)(0.18);
  146.         dead_band = 2;
  147.         integral_val =(float)(0.01);
  148.         printf("The  values  of  Process  point,  Set  point,  P  gain, I gain, D gain \n");
  149.         printf(" %6d %6d %4f %4f %4f\n", process_point,
  150.         set_point, p_gain, i_gain, d_gain);
  151.         printf("Enter the values of Process point\n");
  152.         while(count<=20)
  153.         {
  154.             scanf("%d",&process_point);
  155.             // 設(shè)定PV,SP 值
  156.             pid_init(&warm, process_point, set_point);
  157.             // 初始化PID 參數(shù)值
  158.             pid_tune(&warm, p_gain,i_gain,d_gain,dead_band);
  159.             // 初始化PID 輸出值
  160.             pid_setinteg(&warm,0.0);
  161.             //pid_setinteg(&warm,30.0);
  162.              //Get input value for process point
  163.             pid_bumpless(&warm);
  164.             // how to display output
  165.             display_value = pid_calc(&warm);
  166.             printf("%f\n", display_value);
  167.             //printf("\n%f%f%f%f",warm.pv,warm.sp,warm.igain,wa
  168.             rm.dgain);
  169.             count++;
  170.         }
  171.     }
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沙發(fā)
ID:200117 發(fā)表于 2017-5-13 10:34 | 只看該作者
一定用的到!謝謝
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板凳
ID:200607 發(fā)表于 2017-5-14 15:00 | 只看該作者
收下了,感謝
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地板
ID:221442 發(fā)表于 2017-11-17 15:32 | 只看該作者
好厲害
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5#
ID:43600 發(fā)表于 2017-12-11 00:26 | 只看該作者
收下了,研究中,謝分享。
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