增量式PID算法在c代碼部分的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

stm32控制器下經(jīng)常會(huì)用到對(duì)溫度控制，適度控制，轉(zhuǎn)速控制等需要自動(dòng)控制相關(guān)的操作，因此在使用中需要不斷提高對(duì)自動(dòng)控制 原理部分的學(xué)習(xí)，一個(gè)好的自動(dòng)控制系統(tǒng)包含三個(gè) 主要因素：穩(wěn)，快，準(zhǔn)。穩(wěn)即系統(tǒng)的穩(wěn)定性，快即系統(tǒng)的快速性，準(zhǔn)即控制的準(zhǔn)確性。

在自動(dòng)控制中比例增益，積分時(shí)間，微分時(shí)間三個(gè)主要變量。下面就這三個(gè)變量進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示。

如上圖所示，假設(shè)在單位階躍響應(yīng)下，比例控制幅值，kp越大值越高相關(guān)的，積分時(shí)間控制精確度，數(shù)值越大波形超調(diào)量越大，微分時(shí)間控制波形的平緩程度。

下面貼出增量式PID算法在c代碼部分的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

//實(shí)現(xiàn)增量式PID算法 

#include "stdio.h" 
void pid_init();//PID參數(shù)初始化 
float pid_realise(float speed);//實(shí)現(xiàn)PID算法   

struct {
    float set_speed;//設(shè)定速度 
    float actual_speed;//實(shí)際速度
    float error;//偏差  
    float error_next;//上一個(gè)偏差  
    float error_last;//上上一個(gè)偏差 
    float kp,ki,kd;//定義比例，積分，微分參數(shù)  
     
}pid;


int main()
{
    pid_init();
    int count = 0;
    while(count<400)//進(jìn)行400次 PID 運(yùn)算，使初始值從0開(kāi)始接近200.0   
    {
        float speed = pid_realise(200.0);//設(shè)定值設(shè)定為200.0  
        printf("%f\n",speed);//輸出每一次PID 運(yùn)算后的結(jié)果  
        count++;
    }
}


void pid_init()
{
    pid.set_speed = 0.0;
    pid.actual_speed = 0.0;
    pid.error = 0.0;
    pid.error_next = 0.0;
    pid.error_last = 0.0;
    //可調(diào)節(jié)PID 參數(shù)。使跟蹤曲線慢慢接近階躍函數(shù)200.0 // 
    pid.kp = 0.2;
    pid.ki = 0.01;
    pid.kd = 0.2;
}


float pid_realise(float speed)//實(shí)現(xiàn)pid  
{
    pid.set_speed = speed;//設(shè)置目標(biāo)速度  
    pid.error = pid.set_speed - pid.actual_speed;
    float increment_speed;//增量
     
    increment_speed = pid.kp*(pid.error-pid.error_next)+pid.ki*pid.error+\
    pid.kd*(pid.error-2*pid.error_next+pid.error_last);//增量計(jì)算公式  
    
    pid.actual_speed+= increment_speed;
    pid.error_last = pid.error_next;//下一次迭代  
    pid.error_next = pid.error;
    return pid.actual_speed; 
    
}

運(yùn)行數(shù)據(jù)得到圖標(biāo)如下 ：

審核編輯：湯梓紅