p:误差比例项 ,如果偏差为0,则比例环节不起作用,只有存在偏差时,比例环节才起作用。
【在没有i的情况下存在静差:输入调整温度10度--》|外界环境降低1度 | --输出9度》--反馈给输入:调整10度】
比例
i:误差的累计 ,积分环节主要用来消除静差,所谓静差,就是系统稳定后输出值和设定值之间的差值,积分环节实际上就是 偏差累计的过程,把累计的误差加到原有系统上以抵消系统造成的静差。
【就是系数 i * 所有误差的和】
积分
d:误差的差值
微分信号这是反应了偏差信号的规律,或者说变化趋势,根据偏差信号的变化趋势来进行超前调节,从而增加系统的快速 性。
【就是系数d * (当前误差 - 上次误差)】
微分
简单理解:
p:就是比例,比如向水桶加水加入剩余空间的一半,永远不会加满,或者每次加入1升,这样可能会超过桶(乘以系数);
i:就是积分,累加的意思,累加两次水桶空余的值,比如第一次剩余1/2,后一次剩余1/4,这样就是1/2 + 1/4 ,(乘以系数),可以解决比例中的静态误差。
d:就是微分,两次水桶空余的差值,比如第一次剩余1/2,后一次剩余1/4,这样就是1/4 - 1/2 肯定是负值,(乘以系数)
#include<stdio.h>
//增量式PID
typedef struct{
int SetPoint; //目标值
// long SumError; //误差累计
float P; //比例常数
float I; //积分常数
float D; //微分常数
int LastError; //上次偏差值
int PrevError; //上上次偏差值
}PID;
/*************************************************
*函数名称:void PID_Arg_Init(PID* sptr)
*功 能:参数初始化
*参 数:PID* sptr
*返 回 值:void
*************************************************/
void PID_Arg_Init(PID* sptr)
{
//sptr->SumError = 0; //误差累计
sptr->LastError = 0; //上次偏差值
sptr->PrevError = 0; //上上次偏差值
sptr->P = 0.6; //比例常数
sptr->I = 0.15; //积分常数
sptr->D = 0.1; //微分常数
sptr->SetPoint = 45; //目标值
}
/*************************************************
*函数名称:int PID_Contrl(PID* sptr,int NextPoint)
*功 能:PID控制
*参 数:PID* sptr:上次参数 int NextPoint:当前实际值
*返 回 值:void
*************************************************/
int PID_Contrl(PID* sptr,int NextPoint)
{
int iError,iIncPid;
iError = sptr->SetPoint - NextPoint; //当前误差 = (设定的目标值和 - 实际值的偏差)
iIncPid = sptr->P * iError //增量计算
- sptr->I * sptr->LastError
+ sptr->D * sptr->PrevError;
/*存储误差 用于下次计算*/
sptr->PrevError = sptr->LastError;
sptr->LastError = iError;
printf("中间变量值 iError:%d \n",iError);
return iIncPid; //返回增量值
}
int main()
{
int temp = 0;
int add = 0;
PID PID_Temp;
PID_Arg_Init(&PID_Temp);
for(int i = 0;i < 10;i++)
{
add = PID_Contrl(&PID_Temp,temp);
temp += add; //temp是累加量
printf("变化add:%d ",add);
printf("累加temp:%d ",temp);
printf("PID_Temp.SetPoint:%d ",PID_Temp.SetPoint);
printf("PID_Temp.LastError:%d\n\n",PID_Temp.LastError);
}
return 0;
}
//输出
中间变量值 iError:45
add:27 temp:27 PID_Temp.SetPoint:45 PID_Temp.LastError:45
中间变量值 iError:18
add:4 temp:31 PID_Temp.SetPoint:45 PID_Temp.LastError:18
中间变量值 iError:14
add:10 temp:41 PID_Temp.SetPoint:45 PID_Temp.LastError:14
中间变量值 iError:4
add:2 temp:43 PID_Temp.SetPoint:45 PID_Temp.LastError:4
中间变量值 iError:2
add:2 temp:45 PID_Temp.SetPoint:45 PID_Temp.LastError:2
中间变量值 iError:0
add:0 temp:45 PID_Temp.SetPoint:45 PID_Temp.LastError:0
中间变量值 iError:0
add:0 temp:45 PID_Temp.SetPoint:45 PID_Temp.LastError:0
中间变量值 iError:0
add:0 temp:45 PID_Temp.SetPoint:45 PID_Temp.LastError:0
中间变量值 iError:0
add:0 temp:45 PID_Temp.SetPoint:45 PID_Temp.LastError:0
中间变量值 iError:0
add:0 temp:45 PID_Temp.SetPoint:45 PID_Temp.LastError:0