PID控制算法的C语言实现

PID 控制算法的 C 语言实现一 PID 算法原理 最近两天在考虑一般控制算法的 C 语言实现问题，发现网络上尚没有一套完整的比较体系的讲解。于是总结了几天，整理一套思路分享给大家。 在工业应用中 PID 及其衍生算法是应用最广泛的算法之一，是当之无愧的万能算法,假如能够熟练掌握 PID 算法的设计与实现过程,对于一般的研发人员来讲，应该是足够应对一般研发问题了，而难能可贵的是,在我所接触的控制算法当中，PID 控制算法又是最简单，最能体现反馈思想的控制算法，可谓经典中的经典。经典的未必是复杂的,经典的东西常常是简单的，而且是最简单的，想想牛顿的力学三大定律吧，想想爱因斯坦的质能方程吧,何等的简单！简单的不是原始的，简单的也不是落后的，简单到了美的程度。先看看 PID 算法的一般形式： PID 的流程简单到了不能再简单的程度,通过误差信号控制被控量，而控制器本身就是比例、积分、微分三个环节的加和。这里我们规定（在 t 时刻）： 1。输入量为 rin(t）； 2。输出量为 rout(t）； 3。偏差量为 err（t)=rin(t)-rout(t）; pid 的控制规律为 理解一下这个公式，主要从下面几个问题着手,为了便于理解,把控制环境具体一下： 1。规定这个流程是用来为直流电机调速的； 2。输入量 rin(t）为电机转速预定值; 3.输出量 rout（t)为电机转速实际值; 4。执行器为直流电机； 5。传感器为光电码盘，假设码盘为 10 线; 6.直流电机采纳 PWM 调速 转速用单位 转/min 表示; 不难看出以下结论: 1。输入量 rin(t）为电机转速预定值（转/min）; 2。 输出量 rout(t)为电机转速实际值（转/min）; 3。偏差量为预定值和实际值之差（转/min）; 那么以下几个问题需要弄清楚： 1.通过 PID 环节之后的 U(t)是什么值呢？ 2。控制执行器(直流电机)转动转速应该为电压值（也就是 PWM 占空比）. 3.那么 U（t)与 PWM 之间存在怎样的联系呢?/3407/archives/2025/33541 。 html （见附录 1）这篇文章上给出了一种方法,即，每个电压对应一个转速，电压和转速之间呈现线性关系。但是我考虑这种方法的前提是把直流电机的特性理解为线性了，而实际情况下，直流电机的特性绝对不是线性的，或者说在局部上是趋于线性的，这就是为什么说 PID 调速有个范围的问题。具体看一下—，需要现有开环系统,测试电机和转速之间的特性曲线（或者查阅电机的资料说明),然后再进行闭环参数整定。这篇先写到这，下一...