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51单片机PID算法程序

日期:2016-07-29 16:00:51 来源:未知 点击

51单片机PID算法程序()增量式PID控制算法

 

当执行机构需要的不是控制量的绝对值,而是控制量的增量(例如去驱动步进电动机)时,需要用PID增量算法

     增量式PID控制算法可以通过(2-4)式推导出。由(2-4)可以得到控制器的第k-1个采样时刻的输出值为:

(2-5)

将(2-4)与(2-5)相减并整理,就可以得到增量式PID控制算法公式为:

2-6

其中

 

        由(2-6)可以看出,如果计算机控制系统采用恒定的采样周期T,一旦确定ABC,只要使用前后三次测量的偏差值,就可以由(2-6)求出控制量。

增量式PID控制算法与位置式PID算法(2-4)相比,计算量小得多,因此在实际中得到广泛的应用。

位置式PID控制算法也可以通过增量式控制算法推出递推计算公式:

2-7

2-7)就是目前在计算机控制中广泛应用的数字递推PID控制算法。

 

增量式PID控制算法C51程序

/*==================== =====================================================
PID Function
The PID (
比例、积分、微分) function is used in mainly
control 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

{

int SetPoint; //设定目标 Desired Value

long SumError; //误差累计

double Proportion; //比例常数 Proportional Const

double Integral; //积分常数 Integral Const

double Derivative; //微分常数 Derivative Const

int LastError; //Error[-1]

int PrevError; //Error[-2]

} PID;

 

 

static PID sPID;

static PID *sptr = &sPID;

/*================================================================================
Initialize PID Structure  PID
参数初始化
===============================================================================*/

void IncPIDInit(void)

{

sptr->SumError = 0;

sptr->LastError = 0; //Error[-1]

sptr->PrevError = 0; //Error[-2]

sptr->Proportion = 0; //比例常数 Proportional Const

sptr->Integral = 0; //积分常数Integral Const

sptr->Derivative = 0; //微分常数 Derivative Const

sptr->SetPoint = 0;

}

 

/*===============================================================================
增量式PID计算部分
=================================================================================*/

int IncPIDCalc(int NextPoint)

{

register int iError, iIncpid;                          //当前误差

iError = sptr->SetPoint - NextPoint;               //增量计算

iIncpid = sptr->Proportion * iError           //E[k]

- sptr->Integral * sptr->LastError            //E[k1]

+ sptr->Derivative * sptr->PrevError;      //E[k2]

                                                               //存储误差,用于下次计算

sptr->PrevError = sptr->LastError;

sptr->LastError = iError;

                                                               //返回增量值

return(iIncpid);

}

 

 


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