c語言pid函數 pid算法c語言程序
什么是pid算法，難學嗎，用C語言，plc怎么實現？
一、什么是PID:
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PID即：Proportional（比例）、Integral（積分）、Differential（微分）的縮寫。顧名思義，PID控制算法是結合比例、積分和微分三種環(huán)節(jié)于一體的控制算法，它是連續(xù)系統(tǒng)中技術最為成熟、應用最為廣泛的一種控制算法，該控制算法出現于20世紀30至40年代，適用于對被控對象模型了解不清楚的場合。 ---百度百科
二、PID是否難學：
在工業(yè)應用中PID及其衍生算法是應用最廣泛的算法之一，是當之無愧的萬能算法，如果能夠熟練掌握PID算法的設計與實現過程，對于一般的研發(fā)人員來講，應該是足夠應對一般研發(fā)問題了，而難能可貴的是，在我所接觸的控制算法當中，PID控制算法又是最簡單，最能體現反饋思想的控制算法，可謂經典中的經典。經典的未必是復雜的，經典的東西常常是簡單的，而且是最簡單的，想想牛頓的力學三大定律吧，想想愛因斯坦的質能方程吧，何等的簡單！簡單的不是原始的，簡單的也不是落后的，簡單到了美的程度。 ---【1】
三、PID算法的C語言源碼：
PID 控制算法可以分為位置式 PID?和增量式 PID?控制算法
詳細見參考【1】【2】
參考：
【1】PID算法
【2】簡易PID算法的快速掃盲（超詳細+過程推導+C語言程序）
PID算法的C語言實現
基本流程
積分環(huán)節(jié)：主要是用來消除 靜差 （系統(tǒng)穩(wěn)定后輸出值和設定值之間的差值，積分環(huán)節(jié)實際上就是偏差累積的過程，把累積的誤差加到原來系統(tǒng)上以抵消系統(tǒng)造成的靜差）
微分環(huán)節(jié)：反映了偏差信號的變化規(guī)律，根據偏差信號的變化規(guī)律來進行超前調節(jié)，從而增加系統(tǒng)的快速性
對上述公式進行離散化（采樣）：兩個公式
增量型PID:
通過增量型PID公式可以看出，最終表達結果和最近三次的偏差有關，最終輸出結果應該為：
首先定義結構變量體：
然后初始化變量
最后編寫控制算法
基本算法，沒有考慮死區(qū)問題，沒有設定上下限
在啟動、結束或大幅度增減設定時，短時間內系統(tǒng)輸出有很大的偏差，會造成PID運算的積分積累，導致控制量超過執(zhí)行機構可能允許的最大動作范圍對應的極限控制量，從而引起較大的超調，甚至是振蕩。
為了克服這個問題，引入積分分離的概念，即當被控量和設定值偏差較大時，取消積分作用；當被控量接近設定值時，引入積分控制，以消除靜差，提高精度。
abs ：絕對值
令index=0使積分環(huán)節(jié)失效
積分飽和現象：如果系統(tǒng)存在一個方向的偏差，PID控制器的輸出由于積分作用的不斷累加而加大，從而導致執(zhí)行機構達到極限位置。此時計算器輸出量超出正常運行范圍而進入飽和區(qū)，一旦系統(tǒng)出現反向偏差，輸出量將逐漸從飽和區(qū)退出，進入飽和區(qū)越深則退出飽和區(qū)時間越長，在這段時間里，執(zhí)行機構仍然停留在極限位置而不隨偏差反向而立即做出相應改變，造成性能惡化。
采用梯形積分能夠減小余差，提高精度
改變積分系數，若偏差大，積分作用減弱，系數減?。蝗羝钚?，積分作用增強，系數增大。
變積分PID的基本思想是設法改變積分項的累加速度，使其與偏差大小對應。
使整個系統(tǒng)的穩(wěn)定速度非?？?/p>
比例系數Kp的作用是加快系統(tǒng)的響應速度提高系統(tǒng)的調節(jié)精度
積分系數Ki的作用是消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
微分系數Kd的作用是改善系統(tǒng)的動態(tài)特性
反應系統(tǒng)性能的兩個參數是系統(tǒng)誤差和誤差變化律
如何用c語言實現PID算法的參數計算
這個問題屬于PID的自整定，有簡單的繼電器算法，我試過，效果不理想。
說了半天，我也沒找到很好用的自整定程序，呵呵。
如果你找到好用的，希望能夠分享一下哦。
溫度控制的PID算法的C語言程序
//PID算法溫控C語言2008-08-17 18:58
#includereg51.h
#includeintrins.h
#includemath.h
#includestring.h
struct PID {
unsigned int SetPoint; // 設定目標 Desired Value
unsigned int Proportion; // 比例常數 Proportional Const
unsigned int Integral; // 積分常數 Integral Const
unsigned int Derivative; // 微分常數 Derivative Const
unsigned int LastError; // Error[-1]
unsigned int PrevError; // Error[-2]
unsigned int SumError; // Sums of Errors
};
struct PID spid; // PID Control Structure
unsigned int rout; // PID Response (Output)
unsigned int rin; // PID Feedback (Input)
sbit data1=P1^0;
sbit clk=P1^1;
sbit plus=P2^0;
sbit subs=P2^1;
sbit stop=P2^2;
sbit output=P3^4;
sbit DQ=P3^3;
unsigned char flag,flag_1=0;
unsigned char high_time,low_time,count=0;//占空比調節(jié)參數
unsigned char set_temper=35;
unsigned char temper;
unsigned char i;
unsigned char j=0;
unsigned int s;
/***********************************************************
延時子程序,延時時間以12M晶振為準,延時時間為30us×time
***********************************************************/
void delay(unsigned char time)
{
unsigned char m,n;
for(n=0;ntime;n++)
for(m=0;m2;m++){}
}
/***********************************************************
寫一位數據子程序
***********************************************************/
void write_bit(unsigned char bitval)
{
EA=0;
DQ=0; /*拉低DQ以開始一個寫時序*/
if(bitval==1)
{
_nop_();
DQ=1; /*如要寫1，則將總線置高*/
}
delay(5); /*延時90us供DA18B20采樣*/
DQ=1; /*釋放DQ總線*/
_nop_();
_nop_();
EA=1;
}
/***********************************************************
寫一字節(jié)數據子程序
***********************************************************/
void write_byte(unsigned char val)
{
unsigned char i;
unsigned char temp;
EA=0; /*關中斷*/
TR0=0;
for(i=0;i8;i++) /*寫一字節(jié)數據，一次寫一位*/
{
temp=vali; /*移位操作，將本次要寫的位移到最低位*/
temp=temp1;
write_bit(temp); /*向總線寫該位*/
}
delay(7); /*延時120us后*/
// TR0=1;
EA=1; /*開中斷*/
}
/***********************************************************
讀一位數據子程序
***********************************************************/
unsigned char read_bit()
{
unsigned char i,value_bit;
EA=0;
DQ=0; /*拉低DQ，開始讀時序*/
_nop_();
_nop_();
DQ=1; /*釋放總線*/
for(i=0;i2;i++){}
value_bit=DQ;
EA=1;
return(value_bit);
}
/***********************************************************
讀一字節(jié)數據子程序
***********************************************************/
unsigned char read_byte()
{
unsigned char i,value=0;
EA=0;
for(i=0;i8;i++)
{
if(read_bit()) /*讀一字節(jié)數據，一個時序中讀一次，并作移位處理*/
value|=0x01i;
delay(4); /*延時80us以完成此次都時序，之后再讀下一數據*/
}
EA=1;
return(value);
}
/***********************************************************
復位子程序
***********************************************************/
unsigned char reset()
{
unsigned char presence;
EA=0;
DQ=0; /*拉低DQ總線開始復位*/
delay(30); /*保持低電平480us*/
DQ=1; /*釋放總線*/
delay(3);
presence=DQ; /*獲取應答信號*/
delay(28); /*延時以完成整個時序*/
EA=1;
return(presence); /*返回應答信號，有芯片應答返回0,無芯片則返回1*/
}
/***********************************************************
獲取溫度子程序
***********************************************************/
void get_temper()
{
unsigned char i,j;
do
{
i=reset(); /*復位*/
}while(i!=0); /*1為無反饋信號*/
i=0xcc; /*發(fā)送設備定位命令*/
write_byte(i);
i=0x44; /*發(fā)送開始轉換命令*/
write_byte(i);
delay(180); /*延時*/
do
{
i=reset(); /*復位*/
}while(i!=0);
i=0xcc; /*設備定位*/
write_byte(i);
i=0xbe; /*讀出緩沖區(qū)內容*/
write_byte(i);
j=read_byte();
i=read_byte();
i=(i4)0x7f;
s=(unsigned int)(j0x0f);
s=(s*100)/16;
j=j4;
temper=i|j; /*獲取的溫度放在temper中*/
}
/*====================================================================================================
Initialize PID Structure
=====================================================================================================*/
void PIDInit (struct PID *pp)
{
memset ( pp,0,sizeof(struct PID));
}
/*====================================================================================================
PID計算部分
=====================================================================================================*/
unsigned int PIDCalc( struct PID *pp, unsigned int NextPoint )
{
unsigned int dError,Error;
Error = pp-SetPoint - NextPoint; // 偏差
pp-SumError += Error; // 積分
dError = pp-LastError - pp-PrevError; // 當前微分
pp-PrevError = pp-LastError;
pp-LastError = Error;
return (pp-Proportion * Error//比例
+ pp-Integral * pp-SumError //積分項
+ pp-Derivative * dError); // 微分項
}
/***********************************************************
溫度比較處理子程序
***********************************************************/
compare_temper()
{
unsigned char i;
if(set_tempertemper)
{
if(set_temper-temper1)
{
high_time=100;
low_time=0;
}
else
{
for(i=0;i10;i++)
{ get_temper();
rin = s; // Read Input
rout = PIDCalc ( spid,rin ); // Perform PID Interation
}
if (high_time=100)
high_time=(unsigned char)(rout/800);
else
high_time=100;
low_time= (100-high_time);
}
}
else if(set_temper=temper)
{
if(temper-set_temper0)
{
high_time=0;
low_time=100;
}
else
{
for(i=0;i10;i++)
{ get_temper();
rin = s; // Read Input
rout = PIDCalc ( spid,rin ); // Perform PID Interation
}
if (high_time100)
high_time=(unsigned char)(rout/10000);
else
high_time=0;
low_time= (100-high_time);
}
}
// else
// {}
}
/*****************************************************
T0中斷服務子程序，用于控制電平的翻轉 ,40us*100=4ms周期
******************************************************/
void serve_T0() interrupt 1 using 1
{
if(++count=(high_time))
output=1;
else if(count=100)
{
output=0;
}
else
count=0;
TH0=0x2f;
TL0=0xe0;
}
/*****************************************************
串行口中斷服務程序，用于上位機通訊
******************************************************/
void serve_sio() interrupt 4 using 2
{
/* EA=0;
RI=0;
i=SBUF;
if(i==2)
{
while(RI==0){}
RI=0;
set_temper=SBUF;
SBUF=0x02;
while(TI==0){}
TI=0;
}
else if(i==3)
{
TI=0;
SBUF=temper;
while(TI==0){}
TI=0;
}
EA=1; */
}
void disp_1(unsigned char disp_num1[6])
{
unsigned char n,a,m;
for(n=0;n6;n++)
{
// k=disp_num1[n];
for(a=0;a8;a++)
{
clk=0;
m=(disp_num1[n]1);
disp_num1[n]=disp_num1[n]1;
if(m==1)
data1=1;
else
data1=0;
_nop_();
clk=1;
_nop_();
}
}
}
/*****************************************************
顯示子程序
功能：將占空比溫度轉化為單個字符，顯示占空比和測得到的溫度
******************************************************/
void display()
{
unsigned char code number[]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6};
unsigned char disp_num[6];
unsigned int k,k1;
k=high_time;
k=k%1000;
k1=k/100;
if(k1==0)
disp_num[0]=0;
else
disp_num[0]=0x60;
k=k%100;
disp_num[1]=number[k/10];
disp_num[2]=number[k%10];
k=temper;
k=k%100;
disp_num[3]=number[k/10];
disp_num[4]=number[k%10]+1;
disp_num[5]=number[s/10];
disp_1(disp_num);
}
/***********************************************************
主程序
***********************************************************/
main()
{
unsigned char z;
unsigned char a,b,flag_2=1,count1=0;
unsigned char phil[]={2,0xce,0x6e,0x60,0x1c,2};
TMOD=0x21;
TH0=0x2f;
TL0=0x40;
SCON=0x50;
PCON=0x00;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
PS=1;
EA=1;
EX1=0;
ET0=1;
ES=1;
TR0=1;
TR1=1;
high_time=50;
low_time=50;
PIDInit ( spid ); // Initialize Structure
spid.Proportion = 10; // Set PID Coefficients
spid.Integral = 8;
spid.Derivative =6;
spid.SetPoint = 100; // Set PID Setpoint
while(1)
{
if(plus==0)
{
EA=0;
for(a=0;a5;a++)
for(b=0;b102;b++){}
if(plus==0)
{
set_temper++;
flag=0;
}
}
else if(subs==0)
{
for(a=0;a5;a++)
for(b=0;a102;b++){}
if(subs==0)
{
set_temper--;
flag=0;
}
}
else if(stop==0)
{
for(a=0;a5;a++)
for(b=0;b102;b++){}
if(stop==0)
{
flag=0;
break;
}
EA=1;
}
get_temper();
b=temper;
if(flag_2==1)
a=b;
if((abs(a-b))5)
temper=a;
else
temper=b;
a=temper;
flag_2=0;
if(++count130)
{
display();
count1=0;
}
compare_temper();
}
TR0=0;
z=1;
while(1)
{
EA=0;
if(stop==0)
{
for(a=0;a5;a++)
for(b=0;b102;b++){}
if(stop==0)
disp_1(phil);
// break;
}
EA=1;
}
}
//DS18b20 子程序
#include REG52.H
sbit DQ=P2^1; //定義端口
typedef unsigned char byte;
typedef unsigned int word;
//延時
void delay(word useconds)
{
for(;useconds0;useconds--);
}
//復位
byte ow_reset(void)
{
byte presence;
DQ=0; //DQ低電平
delay(29); //480us
DQ=1; //DQ高電平
delay(3); //等待
presence=DQ; //presence信號
delay(25);
return(presence);
} //0允許，1禁止
//從1-wire 總線上讀取一個字節(jié)
byte read_byte(viod)
{
byte i;
byte value=0;
for (i=8;i0;i--)
{
value=1;
DQ=0;
DQ=1;
delay(1);
if(DQ)value|=0x80;
delay(6);
}
return(value);
}
//向1-wire總線上寫一個字節(jié)
void write_byte(char val)
{
byte i;
for (i=8;i0;i--) //一次寫一個字節(jié)
{
DQ=0;
DQ=val0x01;
delay(5);
DQ=1;
val=val/2;
}
delay(5);
}
//讀取溫度
char Read_Temperature(void)
{
union{
byte c[2];
int x;
}temp;
ow_reset();
write_byte(0xcc);
write_byte(0xBE);
temp.c[1]=read_byte();
temp.c[0]=read_byte();
ow_reset();
write_byte(0xCC);
write_byte(0x44);
return temp.x/2;
}
網站題目：c語言pid函數 pid算法c語言程序
轉載來源：http://www.muchs.cn/article12/hhehdc.html
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