PID算法調節C51程序(2)

這是從網上找來的一個比較典型的PID處理程序，在使用單片機作為控制cpu時，請稍作簡化，具體的PID
參數必須由具體對象通過實驗確定。由于單片機的處理速度和ram資源的限制，一般不采用浮點數運算，
而將所有參數全部用整數，運算到最后再除以一個2的N次方數據（相當于移位），作類似定點數運算，可
大大提高運算速度，根據控制精度的不同要求，當精度要求很高時，注意保留移位引起的“余數”，做好余
數補償。這個程序只是一般常用pid算法的基本架構，沒有包含輸入輸出處理部分。
=====================================================================================================*/
＃i nclude
＃i nclude


typedef struct PID {

double SetPoint; //設定目標 Desired Value

double Proportion; //比例常數 Proportional Const
double Integral; //積分常數 Integral Const
double Derivative; //微分常數 Derivative Const

double LastError; // Error[-1]
double PrevError; // Error[-2]
double SumError; // Sums of Errors

} PID;



double PIDCalc( PID *pp, double NextPoint )
{
double dError,
Error;

Error = pp->SetPoint - NextPoint; // 偏差
pp->SumError += Error; // 積分
dError = pp->LastError - pp->PrevError; // 當前微分
pp->PrevError = pp->LastError;
pp->LastError = Error;
return (pp->Proportion * Error // 比例項
+ pp->Integral * pp->SumError // 積分項
+ pp->Derivative * dError // 微分項
);
}



void PIDInit (PID *pp)
{
memset ( pp,0,sizeof(PID));
}



double sensor (void) // Dummy Sensor Function
{
return 100.0;
}

void actuator(double rDelta) // Dummy Actuator Function
{}

void main(void)
{
PID sPID; // PID Control Structure
double rOut; // PID Response (Output)
double rIn; // PID Feedback (Input)

PIDInit ( &sPID ); // Initialize Structure
sPID.Proportion = 0.5; // Set PID Coefficients
sPID.Integral = 0.5;
sPID.Derivative = 0.0;
sPID.SetPoint = 100.0; // Set PID Setpoint

for (;;) { // Mock Up of PID Processing

rIn = sensor (); // Read Input
rOut = PIDCalc ( &sPID,rIn ); // Perform PID Interation
actuator ( rOut ); // Effect Needed Changes
}
}

擴充臨界比例法確定PID系數??
采用比例控制形成閉環系統，比例系數從小逐漸加大，使閉環系統處于臨界震蕩狀態(穩定邊界)得到的臨界振蕩狀態波形如圖2所示。此狀態下的振蕩周期Tc＝0.0396 s。
根據經驗公式確定范圍，由單橋換流器構成的舟山直流輸電系統特點決定，僅在脈沖觸發閥換向時，才對系統進行控制，即每3.3 ms控制一次，即有Ts＝3.3 ms也就是Ts＝0.083 Tc。　　由表1提供的經驗公式以上的情況接近Ts＝0.09 Tc，可得PID系數的大致范圍為Kp＝1 800，Ki＝370，Kd＝4 000附近。
表1　擴充臨界比例法的PID控制器參數的范圍
Ts Kp Ti Td
0.014Tc 0.63Kpc 0.49Tc 0.14Tc
0.043Tc 0.47Kpc 0.47Tc 0.16Tc
0.090Tc 0.34Kpc 0.43Tc 0.20Tc
0.160Tc 0.27Kpc 0.40Tc 0.22Tc