标准的PID处理例程
时间:11-11
来源:互联网
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/*====================================================================================================
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
#include
/*====================================================================================================
PIDFunction
ThePID(比例、积分、微分)functionisusedinmainly
controlapplications.PIDCalcperformson eiterationofthePID
algorithm.
WhilethePIDfunctionworks,mainisjustadummyprogramshowing
atypicalusage.
=====================================================================================================*/
typedefstructPID{
doubleSetPoint;//设定目标DesiredValue
doubleProportion;//比例常数ProportionalConst
doubleIntegral;//积分常数IntegralConst
doubleDerivative;//微分常数DerivativeConst
doubleLastError;//Error[-1]
doublePrevError;//Error[-2]
doubleSumError;//SumsofErrors
}PID;
/*====================================================================================================
PID计算部分
=====================================================================================================*/
doublePIDCalc(PID*pp,doubleNextPoint)
{
doubledError,
Error;
Error=pp->SetPoint-NextPoint;//偏差
pp->SumError+=Error;//积分
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
);
}
/*====================================================================================================
InitializePIDStructure
=====================================================================================================*/
voidPIDInit(PID*pp)
{
memset(pp,0,sizeof(PID));
}
/*====================================================================================================
MainProgram
=====================================================================================================*/
doublesensor(void)//DummySensorFunction
{
return100.0;
}
voidactuator(doublerDelta)//DummyActuatorFunction
{}
voidmain(void)
{
PIDsPID;//PIDControlStructure
doublerOut;//PIDResponse(Output)
doublerIn;//PIDFeedback(Input)
PIDInit(&sPID);//InitializeStructure
sPID.Proportion=0.5;//SetPIDCoefficients
sPID.Integral=0.5;
sPID.Derivative=0.0;
sPID.SetPoint=100.0;//SetPIDSetpoint
for(;;){//MockUpofPIDProcessing
rIn=sensor();//ReadInput
rOut=PIDCalc(&sPID,rIn);//PerformPIDInteration
actuator(rOut);//EffectNeededChanges
}
}
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
#include
/*====================================================================================================
PIDFunction
ThePID(比例、积分、微分)functionisusedinmainly
controlapplications.PIDCalcperformson
algorithm.
WhilethePIDfunctionworks,mainisjustadummyprogramshowing
atypicalusage.
=====================================================================================================*/
typedefstructPID{
doubleSetPoint;//设定目标DesiredValue
doubleProportion;//比例常数ProportionalConst
doubleIntegral;//积分常数IntegralConst
doubleDerivative;//微分常数DerivativeConst
doubleLastError;//Error[-1]
doublePrevError;//Error[-2]
doubleSumError;//SumsofErrors
}PID;
/*====================================================================================================
PID计算部分
=====================================================================================================*/
doublePIDCalc(PID*pp,doubleNextPoint)
{
doubledError,
Error;
Error=pp->SetPoint-NextPoint;//偏差
pp->SumError+=Error;//积分
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
);
}
/*====================================================================================================
InitializePIDStructure
=====================================================================================================*/
voidPIDInit(PID*pp)
{
memset(pp,0,sizeof(PID));
}
/*====================================================================================================
MainProgram
=====================================================================================================*/
doublesensor(void)//DummySensorFunction
{
return100.0;
}
voidactuator(doublerDelta)//DummyActuatorFunction
{}
voidmain(void)
{
PIDsPID;//PIDControlStructure
doublerOut;//PIDResponse(Output)
doublerIn;//PIDFeedback(Input)
PIDInit(&sPID);//InitializeStructure
sPID.Proportion=0.5;//SetPIDCoefficients
sPID.Integral=0.5;
sPID.Derivative=0.0;
sPID.SetPoint=100.0;//SetPIDSetpoint
for(;;){//MockUpofPIDProcessing
rIn=sensor();//ReadInput
rOut=PIDCalc(&sPID,rIn);//PerformPIDInteration
actuator(rOut);//EffectNeededChanges
}
}
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