单片机
返回首页

C语言实现51单片机中的PID算法

2016-05-17 来源:eefocus

//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)
函数入口: RK(设定值),CK(实际值),KP,KI,KD
函数出口: 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)
函数入口: PID->RK(设定值),PID->CK(实际值),PID->KP,PID->KI,PID->KD
函数出口: 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])//微分一次后积分即原数
		+(float)PID->KI*PID->EK[0]/PID->F//直接积分
		+(float)PID->KD*(PID->EK[0]-2*PID->EK[1]+PID->EK[2])*PID->F;//二阶微分后积分即一阶微分
	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;
	}
		
}

这里我写的代码用到的是增量型的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)];这句话所对应的是pid控制量在之前pid控制量的基础上增加的值,相当于求了一次导)。最终输出的结果将每一次运算的值累加输出就行了。

附上摘抄的位置型pid与增量型pid的区别来。。

(1)位置式PID控制的输出与整个过去的状态有关,用到了误差的累加值;而增量式PID的输出只与当前拍和前两拍的误差有关,因此位置式PID控制的累积误差相对更大;

(2)增量式PID控制输出的是控制量增量,并无积分作用,因此该方法适用于执行机构带积分部件的对象,如步进电机等,而位置式PID适用于执行机构不带积分部件的对象,如电液伺服阀。

(3)由于增量式PID输出的是控制量增量,如果计算机出现故障,误动作影响较小,而执行机构本身有记忆功能,可仍保持原位,不会严重影响系统的工作,而位置式的输出直接对应对象的输出,因此对系统影响较大。

进入单片机查看更多内容>>
相关视频
  • RISC-V嵌入式系统开发

  • SOC系统级芯片设计实验

  • 云龙51单片机实训视频教程(王云,字幕版)

  • 2022 Digi-Key KOL 系列: 你见过1GHz主频的单片机吗?Teensy 4.1开发板介绍

  • TI 新一代 C2000™ 微控制器:全方位助力伺服及马达驱动应用

  • MSP430电容触摸技术 - 防水Demo演示

精选电路图
  • 家用电源无载自动断电装置的设计与制作

  • PIC单片机控制的遥控防盗报警器电路

  • 短波AM发射器电路设计图

  • 使用ESP8266从NTP服务器获取时间并在OLED显示器上显示

  • 如何构建一个触摸传感器电路

  • 基于TDA2003的简单低功耗汽车立体声放大器电路

    相关电子头条文章