PID算法的C語言實現：抗積分飽和的PID優化
導語：C語言的設計目標是提供一種能以簡易的方式編譯、處理低級存儲器、產生少量的.機器碼以及不需要任何運行環境支持便能運行的編程語言。下面我們來看看PID算法的C語言實現：抗積分飽和的PID優化，希望對大家有所幫助。
積分飽和通俗講就是系統在一個偏差方向上的飽和，比如一個系統設定了輸出不會超過100，但因為出現一個方向上的偏差積分使得輸出超過了100，此時達到了飽和狀態，如果繼續在這個方向上積分會導致PID控制超過100系統卻運行在100，相當於積分調節對系統輸出沒有作用，就出現失控的狀態，這是系統不能接受的，而且飽和積分越深，退出飽和就越久。上面是在正向的飽和，負向的飽和類似!
為了解決這個問題，我們採用抗積分飽和算法，其思路就是：如果上一次的輸出控制量超過了飽和值，飽和值為正，則這一次只積分負的偏差，飽和值為負，則這一次只積分正的偏差，從而避免系統長期留在飽和區!
下面我以位置型+抗積分飽和+積分分離的PID控制算法C語言來觀察調節結果：
//位置型+抗積分飽和+積分分離 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; //最大正飽和上限值
float Umin; //最大負飽和下限值
}pid;
void PID_Init(void)
{
printf("PID_Init begin!");
peed = 0;
alSpeed = 0;
= 0;
_Last = 0;
= 0.2;
= 0.1; //增大了積分環節的值
= 0.2;
age = 0;
gral = 0;
= 400; //正飽和值為400
= -200; //負飽和值為-200
printf("PID_Init end!");
}
float PID_Cal(float Speed)
{
unsigned char index;
peed = Speed;
= peed - alSpeed;
if(alSpeed>) //如果上一次輸出變量出現正向的飽和
{
if(abs()>200)
{
index = 0;
}
else
{
index = 1;
if(<0)
{
gral += ; //正飽和只積分負偏差
}
}
}
else if(alSpeed {
if(abs()>200)
{
index = 0;
}
else
{
index = 1;
if(>0)
{
gral += ; //負飽和只積分正偏差
}
}
}
else
{
if(abs()>200) //
{
index = 0;
}
else
{
index = 1;
gral += ;
}
}
age = * +index**gral + *( - _Last);
_Last = ;
alSpeed = age*1.0;
return alSpeed;
}
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;
}
