PID算法C语言编程
PID的C语言编程
自从计算机进入控制领域以来，用数字计算机代替模拟计算机调节器组成计算机控制系统，不仅可以用软件实现PID控制算法，而且可以利用计算机的逻辑功能，使PID控制更加灵活。数字PID控制在生产过程中是一种最普遍采用的控制方法，在机电、冶金、机械、化工等行业中获得了广泛的应用。将偏差的比例〔P）、积分(I)和微分(D)通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，故称PID控制器。PID控制分为模拟PID控制器和数字PID控制器
模拟PID控制:
模拟PID控制系统框图
模拟PID控制的微分方程
因为微机只能处理数字信号不能处理模拟信号，所以要把模拟PID控制转换成数字PID，这就需要把模拟PID的参数离散化
模拟PID控制规律的离散化
数字PID控制:
数字PID算法有两种常用的基本类型：位置型、增量型。
增量型PID控制
增量式PID控制原理
简化后的增量式PID控制原理
PID程序清单
//定义PID参数
#define VV_KPVALUE 3 //比例
#define VV_KIVALUE 40 //积分
#define VV_KDVALUE 3 //微分
#define VV_MAX 10000 //返回的最大值,是pwm的周期值
#define VV_MIN 0
//#define VV_DEADLINE 0X08 //速度PID，设置死区范围
//******************************************************************* ***
//PID算法
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typedef struct PID //定义数法核心数据
{
signed int vi_Ref; //速度PID，速度设定值Velocity
signed int vi_FeedBack; //速度PID，速度反馈值m*50
signed long vi_PreError; //速度PID，前一次，速度误差,,vi_Ref - vi_FeedBack signed long vi_PreDerror; //速度PID，前一次，速度误差之差，d_error-PreDerror; unsigned int v_Kp; //速度PID，Ka = Kp
unsigned int v_Ki; //速度PID，Kb = Kp * ( T / Ti )
unsigned int v_Kd; //速度PID，
signed long vl_PreU; //电机控制输出值
}PID;
static PID sPID; // PID Control Structure
static PID*sptr=&sPID;
void PIDInit(void)
{
sptr->vi_Ref =Velocity ; //速度设定值
sptr->vi_FeedBack = X ; //速度反馈值
sptr->vi_PreError = 0 ; //前一次，速度误差,,vi_Ref - vi_FeedBack
sptr->vi_PreDerror = 0 ; //前一次，速度误差之差，d_error-PreDerror;
sptr->v_Kp = VV_KPVALUE;
sptr->v_Ki = VV_KIVALUE;
sptr->v_Kd = VV_KDVALUE;
sptr->vl_PreU = 0 ; //电机控制输出值
}
//pid
void speed_pid(int v)
{
signed long error,d_error,dd_error; //
error = (signed long)(sptr->vi_Ref - sptr->vi_FeedBack); // 偏差计算
d_error = error - sptr->vi_PreError;
dd_error = d_error - sptr->vi_PreDerror;
sptr->vi_PreError = error; //存储当前偏差
sptr->vi_PreDerror = d_error; //储存当前误差之差
sptr->vl_PreU += (signed long)( sptr -> v_Kp * d_error +
sptr -> v_Ki * error +
sptr->v_Kd*dd_error);
//速度PID计算if( sptr->vl_PreU >= VV_MAX )//速度PID，防止调节最高溢出
sptr->vl_PreU = VV_MAX;
else
if( sptr->vl_PreU <= VV_MIN ) //速度PID，防止调节最低溢出
sptr->vl_PreU = VV_MIN;
else
return ( sptr->vl_PreU ); // 返回预调节占空比
}