《51单片机PID算法程序(二)位置式PID控制算法.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《51单片机PID算法程序(二)位置式PID控制算法.doc（5页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、由51单片机组成的数字控制系统控制中，PID控制器是通过PID控制算法 实现的。51单片机通过AD对信号进行采集，变成数字信号，再在单片机中通过 算法实现PID运算，再通过DA把控制量反馈回控制源。从而实现对系统的伺服 控制。位置式PID控制算法上图的传递函数为：wi1-（S）= HS）=KP i + + e、邛）（2-1）det)dt在时域的传递函数表达式(0 = e(r)e(cr)dcr + Td 0(2-2)(2-3)对上式中的微分和积分进行近似e（a）da . Te（k） 他.必卜旳一】） dr丁式中n是离散点的个数于是传递函数可以简化为:(“)= K/)+瓦工贸店)+心(旳)-旳 7
2、)(2-4)0其中u(n)第k个采样时刻的控制；Kp比例放大系数；K积分放大系数；Kd 微分放大系数；T 采样周期。如果采样周期足够小，则(2-4 )的近似计算可以获得足够精确的结果，离 散控制过程与连续过程十分接近。(2-4)表示的控制算法直接按(2-1)所给出的PID控制规律定义进行计算 的，所以它给出了全部控制量的大小，因此被称为全量式或位置式PID控制算法。 缺点：1) 由于全量输出，所以每次输出均与过去状态有关，计算时要 对e(k)(k=0,1,n) 进行累加，工作量大。2) 因为计算机输出的u(n)对应的是执行机构的实际位置，如果 计算机出现故障，输出u(n)将大幅度变化，会引起执
3、行机构的大幅度变 化，有可能因此造成严重的生产事故，这在实际生产中是不允许的。位置式PID控制算法C51程序具体的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。=*/#in clude #include C 语言中 memse函数头文件/*PID Fun ctionThe
4、PID (比例、积分、微分)function is used in mainlycontrol applications. PIDCalc performs one iteration of the PID algorithm.While the PID function works, main is just a dummy program showing a typical usage.=*/typedef struct PID double SetPoi nt; double Proporti on; double In tegral;double Derivative; double
5、LastError;/ 设定目标 Desired value/ 比例常数 Proportional Const/ 积分常数 Integral Const/ 微分常数 Derivative Const/ Error-1double PrevError;double SumError; PID;/ Error-2/ Sums of Errors/* =PID计算部分*/double PIDCalc( PID *pp, double NextPoi nt )double dError, Error;Error = pp-SetPoi nt - NextPo int;/偏差pp-SumError +=
6、 Error;/积分dError = Error - pp-LastError;/当前微分pp-PrevError = pp-LastError; pp-LastError = Error;return (pp-Proporti on * Error + pp-ln tegral * pp-SumError + pp-Derivative * dError/比例项/积分项 微分项);/*:In itialize PID Structure PID参数初始化void PIDI nit (PID *pp)memset ( pp,0,sizeof(PID);= */*:Mai n Program 主
7、程序double sen sor (void) / Dummy Sen sor Fun cti onreturn 100.0;void actuator(double rDelta) / Dummy Actuator Function void ma in (void)PID sPID; / PID Control Structuredouble rOut; / PID Respo nse (Output) double rIn; / PID Feedback (I nput)PIDInit ( &sPID );/ Initialize StructuresPID.Proportio n =
8、0.5;/ Set PID Coefficie ntssPID.I ntegral = 0.5;sPID.Derivative = 0.0;sPID.SetPoi nt = 100.0;/ Set PID Setpoi ntfor (;) / Mock Up of PID Process ingrln = sen sor ();/ Read In putrOut = PIDCalc ( &sPID,rln );/ Perform PID Interationactuator ( rOut );/ Effect Needed Chan gesPID参考资料：1) Atmel 8-bit AVRMicrocontrollersApplication Note:AVR221: Discrete con troller2) 茶壶-pid C 程序，好东西-腾讯博客-Qzonehttp:/qz on 3) PID调节控制做电机速度控制，SUNPLU凌阳科技