PID公式的推导过程及实现代码

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PID公式的推导过程及实现代码

2022-05-20 05:25| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、PID框图：

n0(t)是要稳定的值 n(t)是当前输出值 e(t) = n0(t) - n(t) 一、模拟PID控制原理这个公式网络上很好找：

二、数字PID控制由于模拟的微积分运算对应计算机来说是不太好写代码的，所以要利用采样将数据离散化于是公式就可以转换为：

其中T为采样时间，由于T之类的参数是常量，所以将Kp乘入公式中可以转换成另一种写法这个公式叫位置式算法由于要不断的累加ej，增加了计算量，所以这个公式又可以转换为增量式算法：

然后u(k) = u(k-1) + u 三、参数的整定先将Ti设置为无穷大，Td设置为0，调节Kp 然后再调节Ti，最后是Td 四、实现代码 typedef struct PID { int SetPoint; //设定目标 Desired Value long SumError; //误差累计 double Proportion; //比例常数 Proportional Cons double Integral; //积分常数 Integral Const double Derivative; //微分常数 Derivative Const int LastError; //Error[-1] int PrevError; //Error[-2] } PID; /******************************************************************************* * 函数名称 : IncPIDCalc * 函数描述 : 增量式 PID 控制计算 * 函数输入 : int 当前位置 * 函数输出 : 无 * 函数返回 : 增量式PID结果 *******************************************************************************/ int IncPIDCalc(int NextPoint) { int iError, iIncpid; //当前误差 iError = sptr->SetPoint - NextPoint; //增量计算 iIncpid = sptr->Proportion * iError //E[k]项 - sptr->Integral * sptr->LastError //E[k－1]项 + sptr->Derivative * sptr->PrevError; //E[k－2]项 //存储误差，用于下次计算 sptr->PrevError = sptr->LastError; sptr->LastError = iError; //返回增量值 return(iIncpid); } /******************************************************************************* * 函数名称 : LocPIDCalc * 函数描述 : 位置式 PID 控制计算 * 函数输入 : int 当前位置 * 函数输出 : 无 * 函数返回 : 位置式PID结果 *******************************************************************************/ int LocPIDCalc(int NextPoint) { int iError,dError; iError = sptr->SetPoint - NextPoint; //偏差 sptr->SumError += iError; //积分 dError = iError - sptr->LastError; //微分 sptr->LastError = iError; return(sptr->Proportion * iError //比例项 + sptr->Integral * sptr->SumError //积分项 + sptr->Derivative * dError); //微分项 }

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