华为云代理商：c语言pid计算公式

luotuoemo • 2024年7月18日 15:30 • 华为云 • 阅读 210

PID（比例-积分-微分）控制是一种广泛应用于工业控制系统中的控制算法。C语言实现PID控制器的核心在于计算公式的实现。下面是PID控制器的基本计算公式和C语言实现示例。

PID控制器基本公式

PID控制器的输出由三个部分组成：

比例（Proportional，P）：与当前误差成比例。
积分（Integral，I）：与误差的累积量成比例。
微分（Derivative，D）：与误差的变化率成比例。

PID控制器的计算公式如下：

[ text{Output}(t) = K_p cdot e(t) + K_i cdot int_{0}^{t} e(tau) dtau + K_d cdot frac{d e(t)}{dt} ]

其中：

( e(t) ) 是当前误差，即设定值与实际值之差。
( K_p ) 是比例增益。
( K_i ) 是积分增益。
( K_d ) 是微分增益。

C语言实现示例

下面是一个简单的C语言实现PID控制器的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// PID结构体
typedef struct {
    double Kp;  // 比例增益
    double Ki;  // 积分增益
    double Kd;  // 微分增益
    double prev_error;  // 前一次误差
    double integral;    // 积分项
} PID;

// 初始化PID结构体
void PID_Init(PID *pid, double Kp, double Ki, double Kd) {
    pid->Kp = Kp;
    pid->Ki = Ki;
    pid->Kd = Kd;
    pid->prev_error = 0.0;
    pid->integral = 0.0;
}

// PID计算函数
double PID_Compute(PID *pid, double setpoint, double measured_value, double dt) {
    double error = setpoint - measured_value;
    pid->integral += error * dt;
    double derivative = (error - pid->prev_error) / dt;
    double output = pid->Kp * error + pid->Ki * pid->integral + pid->Kd * derivative;
    pid->prev_error = error;
    return output;
}

int main() {
    PID pid;
    PID_Init(&pid, 1.0, 0.1, 0.01);  // 设置PID增益

    double setpoint = 100.0;  // 目标值
    double measured_value = 90.0;  // 测量值
    double dt = 1.0;  // 时间间隔

    double output = PID_Compute(&pid, setpoint, measured_value, dt);
    printf("PID Output: %fn", output);

    return 0;
}