一、PID框圖：
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n0(t)是要穩(wěn)定的值
n(t)是當前輸出值
e(t) = n0(t) - n(t)
一、模擬PID控制原理
這個公式網(wǎng)絡(luò)上很好找：
.jpeg)
二、數(shù)字PID控制
由于模擬的微積分運算對應(yīng)計算機來說是不太好寫代碼的，所以要利用采樣將數(shù)據(jù)離散化
于是公式就可以轉(zhuǎn)換為：
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其中T為采樣時間，由于T之類的參數(shù)是常量，所以將Kp乘入公式中可以轉(zhuǎn)換成另一種寫法
這個公式叫位置式算法
由于要不斷的累加ej，增加了計算量，所以這個公式又可以轉(zhuǎn)換為增量式算法：
.jpeg)
然后u(k) = u(k-1) + u
三、參數(shù)的整定
先將Ti設(shè)置為無窮大，Td設(shè)置為0，調(diào)節(jié)Kp
然后再調(diào)節(jié)Ti，最后是Td
四、實現(xiàn)代碼
typedef struct PID
{
int SetPoint; //設(shè)定目標 Desired Value
long SumError; //誤差累計
double Proportion; //比例常數(shù) Proportional Cons
double Integral; //積分常數(shù) Integral Const
double Derivative; //微分常數(shù) Derivative Const
double Integral; //積分常數(shù) Integral Const
double Derivative; //微分常數(shù) Derivative Const
int LastError; //Error[-1]
int PrevError; //Error[-2]
} PID;
/*******************************************************************************
* 函數(shù)名稱 : IncPIDCalc
* 函數(shù)描述 : 增量式 PID 控制計算
* 函數(shù)輸入 : int 當前位置
* 函數(shù)輸出 : 無
* 函數(shù)返回 : 增量式PID結(jié)果
*******************************************************************************/
int IncPIDCalc(int NextPoint)
{
int iError, iIncpid;
//當前誤差
iError = sptr->SetPoint - NextPoint;
//增量計算
iIncpid = sptr->Proportion * iError //E[k]項
- sptr->Integral * sptr->LastError //E[k－1]項
+ sptr->Derivative * sptr->PrevError; //E[k－2]項
//存儲誤差，用于下次計算
sptr->PrevError = sptr->LastError;
sptr->LastError = iError;
//返回增量值
return(iIncpid);
}
int PrevError; //Error[-2]
} PID;
/*******************************************************************************
* 函數(shù)名稱 : IncPIDCalc
* 函數(shù)描述 : 增量式 PID 控制計算
* 函數(shù)輸入 : int 當前位置
* 函數(shù)輸出 : 無
* 函數(shù)返回 : 增量式PID結(jié)果
*******************************************************************************/
int IncPIDCalc(int NextPoint)
{
int iError, iIncpid;
//當前誤差
iError = sptr->SetPoint - NextPoint;
//增量計算
iIncpid = sptr->Proportion * iError //E[k]項
- sptr->Integral * sptr->LastError //E[k－1]項
+ sptr->Derivative * sptr->PrevError; //E[k－2]項
//存儲誤差，用于下次計算
sptr->PrevError = sptr->LastError;
sptr->LastError = iError;
//返回增量值
return(iIncpid);
}
/*******************************************************************************
* 函數(shù)名稱 : LocPIDCalc
* 函數(shù)描述 : 位置式 PID 控制計算
* 函數(shù)輸入 : int 當前位置
* 函數(shù)輸出 : 無
* 函數(shù)返回 : 位置式PID結(jié)果
*******************************************************************************/
int LocPIDCalc(int NextPoint)
{
int iError,dError;
* 函數(shù)名稱 : LocPIDCalc
* 函數(shù)描述 : 位置式 PID 控制計算
* 函數(shù)輸入 : int 當前位置
* 函數(shù)輸出 : 無
* 函數(shù)返回 : 位置式PID結(jié)果
*******************************************************************************/
int LocPIDCalc(int NextPoint)
{
int iError,dError;
iError = sptr->SetPoint - NextPoint; //偏差
sptr->SumError += iError; //積分
dError = iError - sptr->LastError; //微分
sptr->LastError = iError;
sptr->SumError += iError; //積分
dError = iError - sptr->LastError; //微分
sptr->LastError = iError;
return(sptr->Proportion * iError //比例項
+ sptr->Integral * sptr->SumError //積分項
+ sptr->Derivative * dError); //微分項
}
+ sptr->Integral * sptr->SumError //積分項
+ sptr->Derivative * dError); //微分項
}