典型PID控制程序

谭力源

/*转载：标准PID源程序



--- 工业控制中常用算法 ---*/

　　　　

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

　　　　 这是从网上找来的一个比较典型的PID处理程序，在使用单片机作为控制cpu时，请稍作简化，具体的PID

　　　　参数必须由具体对象通过实验确定。由于单片机的处理速度和ram资源的限制，一般不采用浮点数运算，

　　　　而将所有参数全部用整数，运算到最后再除以一个2的N次方数据（相当于移位），作类似定点数运算，可

　　　　大大提高运算速度，根据控制精度的不同要求，当精度要求很高时，注意保留移位引起的“余数”，做好余

　　　　数补偿。这个程序只是一般常用pid算法的基本架构，没有包含输入输出处理部分。

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

　　　　#include <string.h>

　　　　#include <stdio.h>

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

　　　　 PID Function

　　　　

　　　　 The PID (比例、积分、微分) function is used in mainly

　　　　 control applications. PIDCalc performs one iteration of the PID

　　　　 algorithm.

　　　　

　　　　 While the PID function works, main is just a dummy program showing

　　　　 a typical usage.

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

　　　　

　　　　typedef struct PID {

　　　　

　　　　 double SetPoint; // 设定目标 Desired value

　　　　

　　　　 double Proportion; // 比例常数 Proportional Const

　　　　 double Integral; // 积分常数 Integral Const

　　　　 double Derivative; // 微分常数 Derivative Const

　　　　

　　　　 double LastError; // Error[-1]

　　　　 double PrevError; // Error[-2]

　　　　 double SumError; // Sums of Errors

　　　　

　　　　} PID;

　　　　

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

　　　　 PID计算部分

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

　　　　

　　　　double PIDCalc( PID *pp, double NextPoint )

　　　　{

　　　　 double dError, Error;

　　　　

　　　　 Error = pp->SetPoint - NextPoint; // 偏差

　　　　 pp->SumError += Error; //

　　　　 dError = pp->LastError - pp->PrevError; // 当前微分

　　　　 pp->PrevError = pp->LastError;

　　　　 pp->LastError = Error;

　　　　 return (pp->Proportion * Error // 比例项

　　　　 + pp->Integral * pp->SumError // 积分项

　　　　 + pp->Derivative * dError // 微分项

　　　　 );

　　　　}

　　　　

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

　　　　 Initialize PID Structure

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

　　　　

　　　　void PIDInit (PID *pp)

　　　　{

　　　　 memset ( pp,0,sizeof(PID));

　　　　}

　　　　

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

　　　　 Main Program

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

　　　　

　　　　double sensor (void) // Dummy Sensor Function

　　　　{

　　　　 return 100.0;

　　　　}

　　　　

　　　　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

　　　　 rOut = PIDCalc ( &sPID,rIn ); // Perform PID Interation

　　　　 actuator ( rOut ); // Effect Needed Changes

　　　　 }

　　　　}