PID 算法 C18 程序的實現(xiàn)

當然 為了省事 我們當然去搞增量PID 了 何況 前輩們都說這個比較好

PID 計算資源需求

DS=Pdu(k)+I t/ti( uk)+ D TD/T duk+du(k-1)

puk-i *T/TI*uk+d*(uk-2* uk-1 + uk-2)

 三個系統(tǒng)狀態(tài)是需要的 UK UK-1  UK-2 

還有P I D 的參數(shù)也是需要的

當然還有個 采樣時間 T （似乎也有人 把積分時間 T 和微分時間T 分開了？ 我不是很明白不管他）

應(yīng)為不同的硬件體系 我們需要計算數(shù)據(jù)的位數(shù) 有差異（可能需要int型 去算 也可能用 long  ，floAt 等）

應(yīng)為是C18下的 我先試用INT 去做

#define  PID_TYPE int

這樣以后換類型也省事

于是我們定義1個結(jié)構(gòu)體

struct pid_unit { 
        PID_TYPE pid_sens[3];   // 用來保存 UK UK-1 UK-2 三個時刻的輸出偏差

        PID_TYPE pid_cpid[3];   // 當然是 P  I  D 三個參數(shù)咯
        PID_TYPE pid_dpid[3];   // P 部分計算值 I部分計算值 D 部分計算值 這三個值相加就是PID 的輸出

      };

 

 

初始化PID

void pid_init(struct pid_unit *unit, 

              PID_TYPE p,             

              PID_TYPE i,            

              PID_TYPE d)              
{ 
        unit->pid_cpid[0] = p; //PID 比例系數(shù) 初始化 沒得說 哈
        unit->pid_cpid[1] = i; 
        unit->pid_cpid[2] = d; 
 
        unit->pid_dpid[0] = 0;//P  i  d 個個部分都假定為0  不過實際也是0#24
        unit->pid_dpid[1] = 0; //
        unit->pid_dpid[2] = 0; //
 
        unit->pid_sens[0] = 0; // 當前差值

  unit->pid_sens[1] = 0; //

        unit->pid_sens[2] = 0; //


}

接下來 就是計算部分了

第一部分 P部分 計算

unit->pid_dpid[0]  =  unit->pid_sens[0] * unit->pid_cpid[0]; //就是P*UK

然后是I部分 。。不過大家會發(fā)現(xiàn)I還需要前一次的計算結(jié)果。。咋辦。。

第一次 用的是0。n那么第二次 用的就是現(xiàn)在的咯

所以要保存現(xiàn)在的值 給下一次用

同時保存上一次的值 到上上一次

說的這么拗口，。那是我語文沒學(xué)好

其實就是保存三個時間狀態(tài)值

丟棄最老的 保存最新的

        unit->pid_sens[1] = unit->pid_sens[0];
        unit->pid_sens[0] = input;

  unit->pid_dpid[1] =  unit->pid_sens[0] * unit->pid_cpid[1] * time;

等我吃個飯再來 有點問題
 GOOGLE 源碼是  ：

 unit->pid_dpid[1] +=  unit->pid_sens[0] * unit->pid_cpid[1] * time;

而ΔU = U(k)-U(k-1) = Kp*[e(k)-e(k-1)]+Ki*e(k)+Kd*[e(k)-2*e(k-1)+e(k-2)]

是肯定沒問題的。。所以 似乎GOOGLE 上源碼不對哦，，大家要注意了
 

D部分  Kd*[e(k)-2*e(k-1)+e(k-2)

  
 unit->pid_dpid[2]  = ((unit->pid_sens[0] - 2*unit->pid_sens[1]+unit->pid_sens[2])/time) *unit->pid_cpid[2];
然后對P  I  D 求和

unit->pid_dpid[0] +                 unit->pid_dpid[1] +                unit->pid_dpid[2];

故有PID 計算子函數(shù)如下

PID_TYPE pid_control(struct pid_unit *unit,   
                     PID_TYPE input,          

                     PID_TYPE time)            
{ 
        // adjust the FIFO preserving the sensor data 
        unit->pid_sens[1] = unit->pid_sens[0]; 
        unit->pid_sens[0] = input; 
 
        // calculate each pid variable 
        unit->pid_dpid[0]  =  unit->pid_sens[0] * unit->pid_cpid[0]; 
        unit->pid_dpid[1] =  unit->pid_sens[0] * unit->pid_cpid[1] * time; 
        unit->pid_dpid[2]  = (unit->pid_sens[0] - unit->pid_sens[1])/time *unit->pid_cpid[2]; 
 
        return unit->pid_dpid[0] +  
               unit->pid_dpid[1] + 
               unit->pid_dpid[2]; 
}