C51如何實現(xiàn)帶死區(qū)控制的PID算法

真正要用PID算法的時候，發(fā)現(xiàn)書上的代碼在我們51上來實現(xiàn)還不是那么容易的事情。簡單的說來，就是不能直接調(diào)用。仔細分析你可以發(fā)現(xiàn)，教材上的、網(wǎng)上現(xiàn)行的PID實現(xiàn)的C語言代碼幾乎都是用浮點型的數(shù)據(jù)來做的，可以想象，如果我們的計算使用浮點數(shù)據(jù)，那我們的51單片機來運行的話會有多痛苦。

所以，本人自己琢磨著弄了一個整型變量來實現(xiàn)了PID算法，由于是用整型數(shù)來做的，所以也不是很精確，但是對于很多的使用場合，這個精度也夠了。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，大部分的場合都夠用了。實在覺得精度不夠，可以再放大10倍或者100倍處理，但是要注意不超出整個數(shù)據(jù)類型的范圍就可以了。

本人做的是帶死區(qū)控制的PID算法。

具體的參考代碼參見下面：
typedefstructPIDValue
{
uint32Ek_Uint32[3];//差值保存，給定和反饋的差值
uint8EkFlag_Uint8[3];//符號，1則對應(yīng)的Ek[i]為負數(shù)，0為對應(yīng)的Ek[i]為正數(shù)
uint8KP_Uint8;
uint8KI_Uint8;
uint8KD_Uint8;
uint8B_Uint8;//死區(qū)電壓

uint8KP;//顯示修改的時候用
uint8KI;//
uint8KD;//
uint8B;//
uint16Uk_Uint16;//上一時刻的控制電壓
}PIDValueStr;

PIDValueStrxdataPID;
/*******************************
**PID=Uk+(KP*E(k)-KI*E(k-1)+KD*E(k-2));
********************************/
voidPIDProcess(void)
{
uint32idataTemp[3];//
uint32idataPostSum;//正數(shù)和
uint32idataNegSum;//負數(shù)和
Temp[0]=0;
Temp[1]=0;
Temp[2]=0;
PostSum=0;
NegSum=0;
if(ADPool.Value_Uint16[UINADCH]>ADPool.Value_Uint16[UFADCH])//給定大于反饋,則EK為正數(shù)
{
Temp[0]=ADPool.Value_Uint16[UINADCH]-ADPool.Value_Uint16[UFADCH];//計算Ek[0]
if(Temp[0]>PID.B_Uint8)
{
//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];
//符號移位
PID.EkFlag_Uint8[2]=PID.EkFlag_Uint8[1];
PID.EkFlag_Uint8[1]=PID.EkFlag_Uint8[0];
PID.EkFlag_Uint8[0]=0;//當前EK為正數(shù)
Temp[0]=(uint32)PID.KP_Uint8*PID.Ek_Uint32[0];//KP*EK0
Temp[1]=(uint32)PID.KI_Uint8*PID.Ek_Uint32[1];//KI*EK1
Temp[2]=(uint32)PID.KD_Uint8*PID.Ek_Uint32[2];//KD*EK2
}
}
else//反饋大于給定
{
Temp[0]=ADPool.Value_Uint16[UFADCH]-ADPool.Value_Uint16[UINADCH];//計算Ek[0]
if(Temp[0]>PID.B_Uint8)
{
//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];
//符號移位
PID.EkFlag_Uint8[2]=PID.EkFlag_Uint8[1];
PID.EkFlag_Uint8[1]=PID.EkFlag_Uint8[0];
PID.EkFlag_Uint8[0]=1;//當前EK為負數(shù)
Temp[0]=(uint32)PID.KP_Uint8*PID.Ek_Uint32[0];//KP*EK0
Temp[1]=(uint32)PID.KI_Uint8*PID.Ek_Uint32[1];//KI*EK1
Temp[2]=(uint32)PID.KD_Uint8*PID.Ek_Uint32[2];//KD*EK2
}
}

/*以下部分代碼是講所有的正數(shù)項疊加，負數(shù)項疊加*/
if(PID.EkFlag_Uint8[0]==0)
{
PostSum+=Temp[0];//正數(shù)和
}
else
{
NegSum+=Temp[0];//負數(shù)和
}//KP*EK0
if(PID.EkFlag_Uint8[1]!=0)
{
PostSum+=Temp[1];//正數(shù)和
}
else
{
NegSum+=Temp[1];//負數(shù)和
}//-kI*EK1
if(PID.EkFlag_Uint8[2]==0)
{
PostSum+=Temp[2];//正數(shù)和
}
else
{
NegSum+=Temp[2];//負數(shù)和
}//KD*EK2
PostSum+=(uint32)PID.Uk_Uint16;//
if(PostSum>NegSum)//是否控制量為正數(shù)
{
Temp[0]=PostSum-NegSum;
if(Temp[0](uint32)ADPool.Value_Uint16[UMAXADCH])//小于限幅值則為計算值輸出
{
PID.Uk_Uint16=(uint16)Temp[0];
}
else
{
PID.Uk_Uint16=ADPool.Value_Uint16[UMAXADCH];//否則為限幅值輸出
}
}
else//控制量輸出為負數(shù)，則輸出0
{
PID.Uk_Uint16=0;
}
}

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