PID算法程序-位置式PID控制算法

PID算法程序—位置式PID控制算法PID算法程序—位置式PID控制算法PID算法程序—位置式PID控制算法資料僅供參考文件編號：2022年4月PID算法程序—位置式PID控制算法版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發(fā)布日期：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：（2-4）其中u(n)——第k個采樣時刻的控制；KP——比例放大系數(shù)；

Ki——積分放大系數(shù)；Kd——微分放大系數(shù)；T——采樣周期。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(jié)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：1）

由于全量輸出，所以每次輸出均與過去狀態(tài)有關(guān)，計算時要對e(k)(k=0,1,…n)進行累加，工作量大。2）

因為計算機輸出的u(n)對應(yīng)的是執(zhí)行機構(gòu)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(gòu)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(gòu)，沒有包含輸入輸出處理部分。

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typedefstructPID{

doubleSetPoint;//設(shè)定目標Desiredvalue

doubleProportion;//比例常數(shù)ProportionalConst

doubleIntegral;//積分常數(shù)IntegralConst

doubleDerivative;//微分常數(shù)DerivativeConst

doubleLastError;//Error[-1]

doublePrevError;//Error[-2]

doubleSumError;//SumsofErrors

}PID;

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

PID計算部分

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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->Derivative*dError//微分項

);

}

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

InitializePIDStructurePID參數(shù)初始化

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

voidPIDInit(PID*pp)

{

memset(pp,0,sizeof(PID));

}

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

MainProgram主程序

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doublesensor(void)//DummySensorFunction

{

}

voidactuator(doublerDelta)//DummyActuatorFunction

{}

voidmain(void)

{

PIDsPID;//PIDControlStructure

doublerOut;//PIDResponse(Output)

doublerIn;//PIDFeedback(Input)

PIDInit(&sPID);//InitializeStructure

=;//SetPIDCoefficients

=;

=;

=;//SetPIDSetpoint

for(;;){//Mo