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        51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)PID算法(溫度控制)

        作者: 時(shí)間:2016-11-26 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
        用整型變量來(lái)實(shí)現(xiàn)PID算法,由于是用整型數(shù)來(lái)做的,所以也不是很精確,但是對(duì)于很多的使用場(chǎng)合,這個(gè)精度也夠了,關(guān)于系數(shù)和采樣電壓全部是放大10倍處理的.所以精度不是很高. 但是也不是那么低,大部分的場(chǎng)合都?jí)蛄? 實(shí)在覺(jué)得精度不夠, 可以再放大10倍或者100倍處理,但是要注意不超出整個(gè)數(shù)據(jù)類型的范圍就可以了.本程序包括PID計(jì)算和輸出兩部分.當(dāng)偏差>10度全速加熱,偏差在10度以內(nèi)為PID計(jì)算輸出.具體的參考代碼參見(jiàn)下面:*/

        //================================================================
        // pid.H
        // Operation about PID algorithm procedure
        // C51編譯器Keil 7.08
        //================================================================
        // 作者:zhoufeng
        // Date :2007-08-06
        // All rights reserved.
        //================================================================

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/201611/321816.htm

        #include
        #include
        typedefunsignedcharuint8;
        typedefunsignedintuint16;
        typedefunsignedlong intuint32;

        voidPIDOutput ();
        voidPIDOperation ();

        typedef struct PIDValue
        {
        uint32Ek_Uint32[3];//差值保存,給定和反饋的差值
        uint8EkFlag_Uint8[3];//符號(hào),1則對(duì)應(yīng)的為負(fù)數(shù),0為對(duì)應(yīng)的為正數(shù)
        uint8KP_Uint8;
        uint8KI_Uint8;
        uint8KD_Uint8;
        uint16Uk_Uint16;//上一時(shí)刻的控制電壓
        uint16RK_Uint16;//設(shè)定值
        uint16CK_Uint16;//實(shí)際值
        }PIDValueStr;
        PIDValueStrPID;
        uint8out ;// 加熱輸出
        uint8count;// 輸出時(shí)間單位計(jì)數(shù)器

        voidPIDOperation (void)
        {
        uint32Temp[3];//中間臨時(shí)變量
        uint32PostSum;//正數(shù)和
        uint32NegSum;//負(fù)數(shù)和
        Temp[0] = 0;
        Temp[1] = 0;
        Temp[2] = 0;
        PostSum = 0;
        NegSum= 0;
        if( PID.RK_Uint16 > PID.CK_Uint16 )//設(shè)定值大于實(shí)際值否?
        {
        if( PID.RK_Uint16 - PID.CK_Uint16 >10 )//偏差大于10否?
        {
        PID.Uk_Uint16 = 100;}//偏差大于10為上限幅值輸出(全速加熱)
        else
        {
        Temp[0] = PID.RK_Uint16 - PID.CK_Uint16;//偏差<=10,計(jì)算E(k)
        PID.EkFlag_Uint8[1]=0;//E(k)為正數(shù)
        //數(shù)值移位
        PID.Ek_Uint32[2] = PID.Ek_Uint32[1];
        PID.Ek_Uint32[1] = PID.Ek_Uint32[0];
        PID.Ek_Uint32[0] = Temp[0];

        if( PID.Ek_Uint32[0] >PID.Ek_Uint32[1] )//E(k)>E(k-1)否?
        {
        Temp[0]=PID.Ek_Uint32[0] - PID.Ek_Uint32[1];//E(k)>E(k-1)
        PID.EkFlag_Uint8[0]=0;}//E(k)-E(k-1)為正數(shù)
        else
        {
        Temp[0]=PID.Ek_Uint32[0] - PID.Ek_Uint32[1];//E(k)PID.EkFlag_Uint8[0]=1;}//E(k)-E(k-1)為負(fù)數(shù)

        Temp[2]=PID.Ek_Uint32[1]*2 ;// 2E(k-1)
        if( (PID.Ek_Uint32[0] PID.Ek_Uint32[2])>Temp[2] )//E(k-2) E(k)>2E(k-1)否?
        {
        Temp[2]=(PID.Ek_Uint32[0] PID.Ek_Uint32[2])-Temp[2];//E(k-2) E(k)>2E(k-1)
        PID.EkFlag_Uint8[2]=0;}//E(k-2) E(k)-2E(k-1)為正數(shù)
        else
        {
        Temp[2]=Temp[2]-(PID.Ek_Uint32[0] PID.Ek_Uint32[2]);//E(k-2) E(k)<2E(k-1)
        PID.EkFlag_Uint8[2]=1;}//E(k-2) E(k)-2E(k-1)為負(fù)數(shù)

        Temp[0] = (uint32)PID.KP_Uint8 * Temp[0];// KP*[E(k)-E(k-1)]
        Temp[1] = (uint32)PID.KI_Uint8 * PID.Ek_Uint32[0];// KI*E(k)
        Temp[2] = (uint32)PID.KD_Uint8 * Temp[2];// KD*[E(k-2) E(k)-2E(k-1)]



        if(PID.EkFlag_Uint8[0]==0)
        PostSum = Temp[0];//正數(shù)和
        else
        NegSum = Temp[0];//負(fù)數(shù)和

        if(PID.EkFlag_Uint8[1]==0)
        PostSum = Temp[1];//正數(shù)和
        else
        ;//空操作,E(K)>0

        if(PID.EkFlag_Uint8[2]==0)
        PostSum = Temp[2];//正數(shù)和
        else
        NegSum = Temp[2];//負(fù)數(shù)和

        PostSum = (uint32)PID.Uk_Uint16;

        if(PostSum > NegSum )// 是否控制量為正數(shù)
        { Temp[0] = PostSum - NegSum;
        if( Temp[0] < 100 )//小于上限幅值則為計(jì)算值輸出
        PID.Uk_Uint16 = (uint16)Temp[0];
        else
        PID.Uk_Uint16 = 100;//否則為上限幅值輸出
        }
        else//控制量輸出為負(fù)數(shù),則輸出0(下限幅值輸出)
        PID.Uk_Uint16 = 0;
        }
        }
        else
        { PID.Uk_Uint16 = 0;}

        }


        voidPIDOutput (void)
        {
        staticint i;
        i=PID.Uk_Uint16;
        if(i==0)
        out=1;
        else out=0;
        if((count )==5)//如定時(shí)中斷為40MS,40MS*5=0.2S(輸出時(shí)間單位),加熱周期20S(100等份)
        {//每20S PID運(yùn)算一次
        count=0;
        i--;
        }
        }



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