C语言实现51单片机中的PID算法

#ifndef __PID__#define __PID__/*PID = Uk + KP*[E(k)-E(k-1)]+KI*E(k)+KD*[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)];(增量型PID算式)函数入口: RK(设定值),CK(实际值),KP,KI,KD函数出口: U(K)*/typedef struct PIDValue{int8 KP;int8 KI;int8 KD;int8 F;int8 BITMOV;int EK[3];int UK;int RK;int CK;int UK_REAL;}pid_str;//PIDValueStr  PID;void    pid_exe(pid_str *PID)  ;#endif//pid.c/*PID = PID->UK_REAL + PID->KP*[E(k)-E(k-1)]+PID->KI*E(k)+PID->KD*[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)];(增量型PID算式)函数入口: PID->RK(设定值),PID->CK(实际值),PID->KP,PID->KI,PID->KD函数出口: U(K)*/#include"defines.h"#include"pid.h"#define MAXOUT 0xff//#define MAXGAP 100void pid_exe(pid_str*PID){PID->EK[2]=PID->EK[1];PID->EK[1]=PID->EK[0];PID->EK[0]=PID->RK-PID->CK;PID->UK_REAL=PID->UK_REAL+PID->KP*(PID->EK[0]-PID->EK[1])//微分一次后积分即原数+(float)PID->KI*PID->EK[0]/PID->F//直接积分+(float)PID->KD*(PID->EK[0]-2*PID->EK[1]+PID->EK[2])*PID->F;//二阶微分后积分即一阶微分if((PID->UK_REAL>>PID->BITMOV)>=MAXOUT){PID->UK=MAXOUT;}else if(PID->UK_REAL>>PID->BITMOV<=-MAXOUT){PID->UK=-MAXOUT;}else{PID->UK=PID->UK_REAL>>PID->BITMOV;}}

这里我写的代码用到的是增量型的PID（即UK_REAL + PID->KP*[E(k)-E(k-1)]+PID->KI*E(k)+PID->KD*[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)];这句话所对应的是pid控制量在之前pid控制量的基础上增加的值，相当于求了一次导）。最终输出的结果将每一次运算的值累加输出就行了。

附上摘抄的位置型pid与增量型pid的区别来。。

（1）位置式PID控制的输出与整个过去的状态有关，用到了误差的累加值；而增量式PID的输出只与当前拍和前两拍的误差有关，因此位置式PID控制的累积误差相对更大；（2）增量式PID控制输出的是控制量增量，并无积分作用，因此该方法适用于执行机构带积分部件的对象，如步进电机等，而位置式PID适用于执行机构不带积分部件的对象，如电液伺服阀。（3）由于增量式PID输出的是控制量增量，如果计算机出现故障，误动作影响较小，而执行机构本身有记忆功能，可仍保持原位，不会严重影响系统的工作，而位置式的输出直接对应对象的输出，因此对系统影响较大。