PID算法程序-位置式PID控制算法

1、由單片機組成的數(shù)字控制系統(tǒng)控制中，PID控制器是通過PID控制算法實現(xiàn)的。單片機通過AD對信號進行采集，變成數(shù)字信號，再在單片機中通過算法實現(xiàn)PID運算，再通過DA把控制量反饋回控制源。從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的伺服控制。位置式PID控制算法32誠醤遲RID控制算注的簡化亦懣國位置式PID控制算法的簡化示意圖上圖的傳遞函數(shù)為:(2-1)在時域的傳遞函數(shù)表達式(2-2)對上式中的微分和積分進行近似(2-3)式中n是離散點的個數(shù)。于是傳遞函數(shù)可以簡化為:*/屁)=Kpe(n)+K送成圧)+瓦隨)-屜-1)(2-4)其中u(n)第k個采樣時刻的控制；K比例放大系數(shù)；PK積分放大系數(shù)；iK微分放大系數(shù)；dT采樣

2、周期。如果采樣周期足夠小，則(2-4)的近似計算可以獲得足夠精確的結果，離散控制過程與連續(xù)過程十分接近。(2-4)表示的控制算法直接按(2-1)所給出的PID控制規(guī)律定義進行計算的，所以它給出了全部控制量的大小，因此被稱為全量式或位置式PID控制算法。缺點：由于全量輸出，所以每次輸出均與過去狀態(tài)有關，計算時要對e(k)(k=O,l,n)進行累加，工作量大。因為計算機輸出的u(n)對應的是執(zhí)行機構的實際位置，如果計算機出現(xiàn)故障，輸出u(n)將大幅度變化，會引起執(zhí)行機構的大幅度變化，有可能因此造成嚴重的生產(chǎn)事故，這在實際生產(chǎn)中是不允許的。位置式PID控制算法程序具體的PID參數(shù)必須由具體對象通過實

3、驗確定。由于單片機的處理速度和ram資源的限制，一般不采用浮點數(shù)運算，而將所有參數(shù)全部用整數(shù)，可大大提高運算速度。這個程序只是一般常用pid算法的基本架構，沒有包含輸入輸出處理部分。/*=typedefstructPIDdoubleSetPoint;/設定目標DesiredvaluedoubleProportion;/比例常數(shù)ProportionalConstdoubleIntegral;/積分常數(shù)IntegralConstdoubleDerivative;/微分常數(shù)DerivativeConstdoubleLastError;/Error-1doublePrevError;/Error-2d

4、oubleSumError;/SumsofErrorsPID;/*=PID計算部分=*/doublePIDCalc(PID*pp,doubleNextPoint)doubledError,Error;Error=pp-SetPoint-NextPoint;/偏差pp-SumError+=Error;/積分dError=Error-pp-LastError;/當前微分pp-PrevError=pp-LastError;pp-LastError=Error;return(pp-Proportion*Error/比例項+pp-Integral*pp-SumError/積分項+pp-Derivativ

5、e*dError/微分項);/*=InitializePIDStrueturePID參數(shù)初始化voidPIDInit(PID*pp)memset(pp,0,sizeof(PID);/*=MainProgram主程序=*doublesensor(void)/DummySensorFunctionvoidactuator(doublerDelta)/DummyActuatorFunctionvoidmain(void)PIDsPID;/PIDControlStructuredoublerOut;/PIDResponse(Output)doublerIn;/PIDFeedback(Input)PIDInit(&sPID);/InitializeStructuresPID.Proportion=0.5;/SetPIDCoefficientssPID.Integral=0.5;sPID.Derivative=0.0;sPID.SetPoint=100.0;/SetPIDSetpointfor(;)/MockUpofPIDProcessingrIn=sensor();/R