设计一个实现变速积分的PID算法的程序

刚好前不久搞过PID，部分程序如下，仅供参考

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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。

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#include <string.h>

#include <stdio.h>

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PID Function

The PID function is used in mainly

control applications. PID Calc performs one iteration of the PID

algorithm.

While the PID function works, main is just a dummy program showing

a typical usage.

PID功能

在PID功能主要用于控制应用。 PID 计算器执行一个PID的迭代算法。虽然PID功能的工程，

主要只是一个虚拟程序显示一个典型的使用。

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typedef struct PID {

double SetPoint // 设定目标 Desired Value

double Proportion// 比例常数 Proportional Const

double Integral // 积分常数 Integral Const

double Derivative// 微分常数 Derivative Const

double LastError // Error[-1]

double PrevError // Error[-2]

double SumError // Sums of Errors

} PID

/*================================ PID计算部分===============================*/

double PIDCalc( PID *pp, double NextPoint )

{

double dError,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

)

}

/*======================= 初始化的PID结构 Initialize PID Structure===========================*/

void PIDInit (PID *pp)

{

memset ( pp,0,sizeof(PID))

}

/*======================= 主程序 Main Program=======================================*/

double sensor (void)// 虚拟传感器功能 Dummy Sensor Function{return 100.0}

void actuator(double rDelta)// 虚拟驱动器功能 Dummy Actuator Function{}

void main(void)

{

PID sPID // PID控制结构 PID Control Structure

double rOut // PID响应（输出） PID Response (Output)

double rIn // PID反馈（输入） PID Feedback (Input)

PIDInit ( &sPID ) // 初始化结构 Initialize Structure

sPID.Proportion = 0.5 // 设置PID系数 Set PID Coefficients

sPID.Integral = 0.5

sPID.Derivative = 0.0

sPID.SetPoint = 100.0 // 设置PID设定 Set PID Setpoint

for ()

{ // 模拟最多的PID处理 Mock Up of PID Processing

rIn = sensor () // 读取输入 Read Input

rOut = PIDCalc ( &sPID,rIn ) // 执行的PID迭代 Perform PID Interation

actuator ( rOut ) // 所需的更改的影响 Effect Needed Changes

}

最基本的思路，假设你的目标速度是Vt，实际测得的速度是Vs，如果Vs大于Vt，就降低占空比减速，如果Vs小于Vt，就升高占空比加速。这是最基本的思路。

然后，设想，如果当前Vs远远小于Vt，那么你肯定希望占空比加大一点，如果只是小一点点，占空比就加小一点，这个很好理解吧？那么，就要建立速度差和占空比每次增量之间的关系式。

然后，就是以极可能的快的运行频率，检测速度差，根据速度差大小计算占空比的增量，只要速度还没达到目标，就不断的增加或降低占空比，不断重复这个过程，那么实际速度就会在目标速度上下波动，只要参数调整合理，波动极小，就等效于实际速度了。

至于速度差和占空比增量之间的关系，就得慢慢调试了。这个过程实际就是PID控制中的P控制的原理。还可以加入I控制甚至D控制，达到更好的控制效果。

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