设计一个实现变速积分的PID算法的程序

刚好前不久搞过PID，部分程序如下，仅供参考

/*==============================================================================

在使用单片机作为控制cpu时，请稍作简化，具体的PID参数必须由具体对象通过实验确定。

由于单片机的处理速度和ram资源的限制，一般不采用浮点数运算，而将所有参数全部用整数，

运算到最后再除以一个2的N次方数据（相当于移位），作类似定点数运算，可大大提高运算速度，

根据控制精度的不同要求，当精度要求很高时，注意保留移位引起的“余数”，做好余数补偿。

这个程序只是一般常用pid算法的基本架构，没有包含输入输出处理部分。

==============================================================================*/

#include <string.h>

#include <stdio.h>

/*===============================================================================

PID Function

The PID function is used in mainly

control applications. PID Calc performs one iteration of the PID

algorithm.

While the PID function works, main is just a dummy program showing

a typical usage.

PID功能

在PID功能主要用于控制应用。 PID 计算器执行一个PID的迭代算法。虽然PID功能的工程，

主要只是一个虚拟程序显示一个典型的使用。

================================================================================*/

typedef struct PID {

double SetPoint // 设定目标 Desired Value

double Proportion// 比例常数 Proportional Const

double Integral // 积分常数 Integral Const

double Derivative// 微分常数 Derivative Const

double LastError // Error[-1]

double PrevError // Error[-2]

double SumError // Sums of Errors

} PID

/*================================ PID计算部分===============================*/

double PIDCalc( PID *pp, double NextPoint )

{

double dError,Error

Error = pp->SetPoint - NextPoint // 偏差

pp->SumError += Error // 积分

dError = pp->LastError - pp->PrevError// 当前微分

pp->PrevError = pp->LastError

pp->LastError = Error

return (pp->Proportion * Error // 比例项

+ pp->Integral * pp->SumError // 积分项

+ pp->Derivative * dError // 微分项

)

}

/*======================= 初始化的PID结构 Initialize PID Structure===========================*/

void PIDInit (PID *pp)

{

memset ( pp,0,sizeof(PID))

}

/*======================= 主程序 Main Program=======================================*/

double sensor (void)// 虚拟传感器功能 Dummy Sensor Function{return 100.0}

void actuator(double rDelta)// 虚拟驱动器功能 Dummy Actuator Function{}

void main(void)

{

PID sPID // PID控制结构 PID Control Structure

double rOut // PID响应（输出） PID Response (Output)

double rIn // PID反馈（输入） PID Feedback (Input)

PIDInit ( &sPID ) // 初始化结构 Initialize Structure

sPID.Proportion = 0.5 // 设置PID系数 Set PID Coefficients

sPID.Integral = 0.5

sPID.Derivative = 0.0

sPID.SetPoint = 100.0 // 设置PID设定 Set PID Setpoint

for ()

{ // 模拟最多的PID处理 Mock Up of PID Processing

rIn = sensor () // 读取输入 Read Input

rOut = PIDCalc ( &sPID,rIn ) // 执行的PID迭代 Perform PID Interation

actuator ( rOut ) // 所需的更改的影响 Effect Needed Changes

}

首先澄清一个概念：采样时间和控制周期不是一个概念。如果你一定要是，那么根据采样定律，控制或采样周期要小于0.1-0.2倍的被采样值的变化周期。如PV变化过程需要50秒，则采样或控制周期应小于5-10秒，为计算方便，我们一般取0.5-2秒，这样好取PID参数。

#include

#include

"global_varible.h"

/****************************************************************************

*

模块名:

pid

*

描述:

pid调节子程序

*

采用pid-pd算法。在偏差绝对值大于△e时，用pd算法，以改善动态品质。

*

当偏差绝对值小于△e时，用pid算法，提高稳定精度。

*

pidout=kp*e(t)+ki*[e(t)+e(t-1)+...+e(1)]+kd*[e(t)-e(t-1)]

*============================================================================

*

入口:

无

*

出口:

无

*

改变:

pid_t_run=加热时间控制

*****************************************************************************/

void

pid_math(void)

{

signed

long

ee1

//偏差一阶

//signed

long

ee2

//偏差二阶

signed

long

d_out

//积分输出

if(!flag_pid_t_ok)

return

flag_pid_t_ok=0

temp_set=3700

//温度控制设定值37.00度

pid_e0

=

temp_set-temp_now

//本次偏差

ee1

=

pid_e0-pid_e1

//计算一阶偏差

//ee2

=

pid_e0-2*pid_e1+pid_e2

//计算二阶偏差

if(ee1

>

500)

//一阶偏差的限制范围

ee1

=

500

if(ee1

<

-500)

ee1

=

-500

pid_e_sum

+=

pid_e0

//偏差之和

if(pid_e_sum

>

200)

//积分最多累计的温差

pid_e_sum

=

200

if(pid_e_sum

<

-200)

pid_e_sum

=

-200

pid_out

=

pid_kp*pid_e0+pid_kd*ee1

//计算pid比例和微分输出

if(abs(pid_e0)

<

200)

//如果温度相差小于1.5度则计入pid积分输出

{

if(abs(pid_e0)

>

100)

//如果温度相差大于1度时积分累计限制

{

if(pid_e_sum

>

100)

pid_e_sum

=

100

if(pid_e_sum

<

-100)

pid_e_sum

=

-100

}

d_out

=

pid_ki*pid_e_sum

//积分输出

if(pid_e0

<

-5)

//当前温度高于设定温度0.5度时积分累计限制

{

if(pid_e_sum

>

150)

pid_e_sum

=

150

if(pid_e_sum

>

0)

//当前温度高于设定温度0.5度时削弱积分正输出

d_out

>>=

1

}

pid_out

+=

d_out

//pid比例,积分和微分输出

}

else

pid_e_sum=0

pid_out/=100

//恢复被pid_out系数放大的倍数

if(pid_out

>

200)

pid_out=200

if(pid_out<0)

pid_out=0

if(pid_e0

>

300)

//当前温度比设定温度低3度则全速加热

pid_out=200

if(pid_e0

<

-20)

//当前温度高于设定温度0.2度则关闭加热

pid_out=0

hot_t_run=pid_out

//加热时间控制输出

pid_e2

=

pid_e1

//保存上次偏差

pid_e1

=

pid_e0

//保存当前偏差

}

////////////////////////////////////////////////////////////void

pid_math()

end.

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