〖精选文档〗51单片机PID算法程序.doc

该【〖精选文档〗51单片机PID算法程序 】是由【xiao小蒋】上传分享，文档一共【4】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【〖精选文档〗51单片机PID算法程序 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。〖精选文档〗51单片机PID算法程序
〖精选文档〗51单片机PID算法程序
1/5
〖精选文档〗51单片机PID算法程序
51单片机PID算法程序(二)位置式PID控制算法
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
 
位置式PID控制算法的简化示意图
 
 
 上图的传递函数为:
 
(2-1)
  在时域的传递函数表达式
 
(2-2)
  对上式中的微分和积分进行近似
 
(2-3)
  式中n是离散点的个数。
  于是传递函数可以简化为:
 
(2-4)
其中
u(n)——第k个采样时刻的控制;
KP ——比例放大系数;   
Ki  ——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。
〖精选文档〗51单片机PID算法程序
〖精选文档〗51单片机PID算法程序
3/5
〖精选文档〗51单片机PID算法程序
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。
#include<>
#include<>            //C语言中memset函数头文件
/*====================================================================================================
PIDFunction
ThePID(比例、积分、微分)functionisusedinmainly

algorithm.
WhilethePIDfunctionworks,mainisjustadummyprogramshowing
atypicalusage.
=====================================================================================================*/
typedefstructPID{
doubleSetPoint;     //设定目标Desiredvalue
doubleProportion;   //比例常数ProportionalConst
doubleIntegral;     //积分常数IntegralConst
doubleDerivative;   //微分常数DerivativeConst
doubleLastError;    //Error[-1]
doublePrevError;   //Error[-2]
doubleSumError;   //SumsofErrors
}PID;
/*====================================================================================================
PID计算部分
=====================================================================================================*/
doublePIDCalc(PID*pp,doubleNextPoint)
{
doubledError,Error;
Error=pp->SetPoint-NextPoint;          
〖精选文档〗51单片机PID算法程序
〖精选文档〗51单片机PID算法程序
3/5
〖精选文档〗51单片机PID算法程序
//偏差
pp->SumError+=Error;                  //积分
dError=Error-pp->LastError;            //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
);
}
/*====================================================================================================
InitializePIDStructure PID参数初始化
=====================================================================================================*/
voidPIDInit(PID*pp)
{
memset(pp,0,sizeof(PID));
}
/*====================================================================================================
MainProgram  主程序
=====================================================================================================*
doublesensor(void)//DummySensorFunction
{
;
}
voidactuator(doublerDelta)//DummyActuatorFunction
{}
voidmain(void)
{
PIDsPID;//PIDControlStructure
doublerOut;//PIDResponse(Output)
doublerIn;//PIDFeedback(Input)
PIDInit(&sPID);//InitializeStructure
=;//SetPIDCoefficients
=;
=;
=;//SetPIDSetpoint
for(;;){//MockUpofPIDProcessing
rIn=sensor();
〖精选文档〗51单片机PID算法程序
〖精选文档〗51单片机PID算法程序
4/5
〖精选文档〗51单片机PID算法程序
//ReadInput
rOut=PIDCalc(&sPID,rIn);//PerformPIDInteration
actuator(rOut);//EffectNeededChanges
}