PID算法程序—位置式PID控制算法

1、精選文檔由單片機(jī)組成的數(shù)字把握系統(tǒng)把握中，PID把握器是通過PID把握算法實(shí)現(xiàn)的。單片機(jī)通過AD對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，變成數(shù)字信號(hào)，再在單片機(jī)中通過算法實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算，再通過DA把把握量反饋回把握源。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的伺服把握。位置式PID把握算法位置式PID把握算法的簡化示意圖上圖的傳遞函數(shù)為：（2-1） 在時(shí)域的傳遞函數(shù)表達(dá)式（2-2） 對(duì)上式中的微分和積分進(jìn)行近似（2-3） 式中n是離散點(diǎn)的個(gè)數(shù)。 于是傳遞函數(shù)可以簡化為：（2-4）其中u(n)第k個(gè)采樣時(shí)刻的把握； 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。假如采樣周期足夠小，

2、則（2-4）的近似計(jì)算可以獲得足夠精確的結(jié)果，離散把握過程與連續(xù)過程格外接近。（2-4）表示的把握算法直接按（2-1）所給出的PID把握規(guī)律定義進(jìn)行計(jì)算的，所以它給出了全部把握量的大小，因此被稱為全量式或位置式PID把握算法。缺點(diǎn)：1） 由于全量輸出，所以每次輸出均與過去狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算時(shí)要對(duì)e(k)(k=0,1,n)進(jìn)行累加，工作量大。2） 由于計(jì)算機(jī)輸出的u(n)對(duì)應(yīng)的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置，假如計(jì)算機(jī)消滅故障，輸出u(n)將大幅度變化，會(huì)引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)的大幅度變化，有可能因此造成嚴(yán)峻的生產(chǎn)事故，這在實(shí)際生產(chǎn)中是不允許的。位置式PID把握算法程序具體的PID參數(shù)必需由具體對(duì)象

3、通過試驗(yàn)確定。由于單片機(jī)的處理速度和ram資源的限制，一般不接受浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，而將全部參數(shù)全部用整數(shù)，可大大提高運(yùn)算速度。這個(gè)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。 =/*= =*/ typedef struct PID double SetPoint; / 設(shè)定目標(biāo)Desired value double Proportion; / 比例常數(shù)Proportional Const double Integral; / 積分常數(shù)Integral Const double Derivative; / 微分常數(shù)Derivative Const double LastError

4、; / Error-1 double PrevError; / Error-2 double SumError; / Sums of Errors PID; /*= PID計(jì)算部分 =*/ double PIDCalc( PID *pp, double NextPoint ) double dError, Error; Error = pp->SetPoint - NextPoint; / 偏差 pp->SumError += Error; / 積分 dError = Error - pp->LastError; / 當(dāng)前微分 pp->PrevError = pp-&g

5、t;LastError; pp->LastError = Error; return (pp->Proportion * Error / 比例項(xiàng) + pp->Integral * pp->SumError / 積分項(xiàng) + pp->Derivative * dError / 微分項(xiàng) ); /*= Initialize PID Structure PID參數(shù)初始化=*/ void PIDInit (PID *pp) memset ( pp,0,sizeof(PID); /*= Main Program 主程序=* double sensor (void) / Dumm

6、y Sensor Function void actuator(double rDelta) / Dummy Actuator Function void main(void) PID sPID; / PID Control Structure double rOut; / PID Response (Output) double rIn; / PID Feedback (Input) PIDInit ( &sPID ); / Initialize Structure sPID.Proportion = 0.5; / Set PID Coefficients sPID.Integral = 0.5; sPID.Derivative = 0.0; sPID.SetPoint = 100.0; / Set PID Setpoint for (;) / Mock Up of PID Processing rIn = sensor (); / Read Input r