2023年pid十大算法c语言实现优质
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pid十大算法c语言实现篇一
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积分饱和通俗讲就是系统在一个偏差方向上的饱和，下面一起来跟着小编学习一下pid算法的c语言实现方法吧，希望可以帮助到大家!
比如一个系统设定了输出不会超过100，但因为出现一个方向上的偏差积分使得输出超过了100，此时达到了饱和状态，如果继续在这个方向上积分会导致pid控制超过100系统却运行在100，相当于积分调节对系统输出没有作用，就出现失控的状态，这是系统不能接受的，而且饱和积分越深，退出饱和就越久。上面是在正向的饱和，负向的饱和类似!
为了解决这个问题，我们采用抗积分饱和算法，其思路就是：如果上一次的输出控制量超过了饱和值，饱和值为正，则这一次只积分负的偏差，饱和值为负，则这一次只积分正的偏差，从而避免系统长期留在饱和区!
下面我以 位置型+抗积分饱和+控制算法c语言来观察调节结果：(相对应的代码可以参考以往的文章)
//位置型+抗积分饱和+积分分离 pid控制算法
struct _pid{
float setspeed;
float actualspeed;
float err;
float err_last;
float kp,ki,kd;
float voltage;
float integral;
float umax; //最大正饱和上限值
float umin; //最大负饱和下限值
}pid;
void pid_init(void)
{
printf("pid_init begin! ");
ed = 0;
speed = 0;
= 0;
_last = 0;
= 0.2;
= 0.1; //增大了积分环节的值
= 0.2;
e = 0;
al = 0;
= 400; //正饱和值为400
= -200; //负饱和值为-200
printf("pid_init end! ");
}
float pid_cal(float speed)
{
unsigned char index;
ed = speed;
= ed - speed;
if(speed>) //如果上一次输出变量出现正向的饱和
{
if(abs()>200)
{
index = 0;
}
else
{
index = 1;
if(<0)
{
al += ; //正饱和只积分负偏差
}
}
}
else if(speed {
if(abs()>200)
{
index = 0;
}
else
{
index = 1;
if(>0)
{
al += ; //负饱和只积分正偏差
}
}
}
else
{
if(abs()>200) //积分分离的pid优化，可参考以往的文章
{
index = 0;
}
else
{
index = 1;
al += ;
}
}
e = * +index**al + *( - _last);
_last = ;
speed = e*1.0;
return speed;
}
int main(void)
{
int count = 0 ;
printf("system begin! ");
pid_init();
while(count<1000)
{
float speed = pid_cal(200.0);
printf("-%d-%f-",count,speed);
count++;
}
return 0;
}
最后运行结果：
我们发现，相对以往的算法，还算法大大提高了调节的速度和稳定!
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