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# 						PID控制算法-C语言实现

## 1.PID算法基本原理

PID控制即比例积分和微分控制，在过程控制中是一种广泛应用的控制器。这一算法虽然很简洁,但如果真想要真正做到很好,却似乎又还必须多下上一些功夫。PID算法的具体实施的过程也是非常的简单直接的,就是通过使用反馈信息来获取测量的误差信息,并最终利用这些偏差信息来精确控制被控量。而控制器本身则是将比例、积分、微分这三大重要运算环节的总能量加和。其功能框图如下:

![1](./show/pid.png)

## 2.pid数学表达式

![](./show/pid_math.png)

## 3.pid离散化

为了计算机编程实现，需要这个公式离散化，以方便代码实现。

在采样周期足够小时，可以作如下近似：

![](./show/l1.jpg)

- T————为采样周期
- k————为采样序号，k=0,1,2….

用这种近似方法，可以得到两种形式数字PID控制算法，即位置、增量控制pid算法。

## 4.位置式pid

![](./show/p1.png)

u(k)为输出增量，可正可负；Kp,Ki，Kd分别为可调参数。

## 5.增量式pid

![](./show/i1.png)

![](./show/i2.png)

![](./show/i3.png)

最后的输出为增量u(k).

## 6.C算法实现

```c
typedef struct PID_
{
    float actual_value;      //实际值 每次反馈回来的值 或者说传感器每个周期采集到值
    float error;           //偏差值
    float Kd, Ki, Kp;         //比例、积分、微分常数
    float P, I, D;             //比例项 积分项 微分项
    float error_pre;            //E[k-1]  //上一次误差
    float error_pre_pre;        //E[k-2]  //上上次误差
    float set_value;              //设定值 你期望系统达到的值
    float integral;         //积分值
}PID;

```

## 7.测试结果

```c
//模拟传感器采集到的值  不是实际值 
    float test[] = {40,45,46,47,48,50,51,52,50,53,56,60,50};
```

测试值可能不是很科学只是简单测试一下代码有没有大问题。

### （1）位置式测试

设定的期望值:50 可以看到当测试值小于设定值时，增量为正，反之则为负。这说明pid效果已经出来了，基本可以判断算法实现没啥问题。

![](./show/p_1.png)

### （2）增量式测试

![](./show/i_1.png)

有问题欢迎留言指正^_^.

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