PID算法的C语言实现.docx

PID算法的C语言实现PID算法的C语言实现积分饱和通俗讲就是系统在一个偏差方向上的饱和，下面一起来跟着小编学习一下PID算法的C语言实现方法吧，希望可以帮助到大家!比如一个系统设定了输出不会超过100，但因为出现一个方向上的偏差积分使得输出超过了100，此时达到了饱和状态，如果继续在这个方向上积分会导致PID控制超过100系统却运行在100，相当于积分调节对系统输出没有作用，就出现失控的状态，这是系统不能接受的，而且饱和积分越深，退出饱和就越久。上面是在正向的饱和，负向的饱和类似!为了解决这个问题，我们采用抗积分饱和算法，其思路就是：如果上一次的输出控制量超过了饱和值，饱和值为正，则这一次只积分负的偏差，饱和值为负，则这一次只积分正的偏差，从而避免系统长期留在饱和区!下面我以位置型+抗积分饱和+积分分离的.PID控制算法C语言来观察调节结果：(相对应的代码可以参考以往的文章)//位置型+抗积分饱和+积分分离PID控制算法struct_pid{floatSetSpeed;floatActualSpeed;floatErr;floatErr_Last;floatKp,Ki,Kd;floatVoltage;floatIntegral;floatUmax;//最大正饱和上限值floatUmin;//最大负饱和下限值}pid;voidPID_Init(void){printf("PID_Initbegin!");pid.SetSpeed=0;pid.ActualSpeed=0;pid.Err=0;pid.Err_Last=0;pid.Kp=0.2;pid.Ki=0.1;//增大了积分环节的值pid.Kd=0.2;pid.Voltage=0;pid.Integral=0;pid.Umax=400;//正饱和值为400pid.Umin=-200;//负饱和值为-200printf("PID_Initend!");}floatPID_Cal(floatSpeed){unsignedcharindex;pid.SetSpeed=Speed;pid.Err=pid.SetSpeed-pid.ActualSpeed;if(pid.ActualSpeed>pid.Umax)//如果上一次输出变量出现正向的饱和{if(abs(pid.Err)>200){index=0;}else{index=1;if(pid.Err<0){pid.Integral+=pid.Err;//正饱和只积分负偏差}}}elseif(pid.ActualSpeed{if(abs(pid.Err)>200){index=0;}else{index=1;if(pid.Err>0){pid.Integral+=pid.Err;//负饱和只积分正偏差}}}else{if(abs(pid.Err)>200)//积分分离的PID优化，可参考以往的文章{index=0;}else{index=1;pid.Integral+=pid.Err;}}pid.Voltage=pid.Kp*pid.Err+index*pid.Ki*pid.Integral+pid.Kd*(pid.Err-pid.Err_Last);pid.Err_Last=pid.Err;pid.ActualSpeed=pid.Voltage*1.0;returnpid.ActualSpeed;}intmain(void){intcount=0;printf("SYSTEMBEGIN!");PID_Init();while(count<1000){floatspeed=PID_Cal(200.0);printf("-%d-%f-",count,speed);count++;}return0;}最后运行结果：我们发现，相对以往的算法，还算法大大提高了调节的速度和稳定!