c語言采樣

㈠ PID演算法的C語言實現

基本流程

積分環節：主要是用來消除 靜差 （系統穩定後輸出值和設定值之間的差值，積分環節實際上就是偏差累積的過程，把累積的誤差加到原來系統上以抵消系統造成的靜差）

微分環節：反映了偏差信號的變化規律，根據偏差信號的變化規律來進行超前調節，從而增加系統的快速性

對上述公式進行離散化（采樣）：兩個公式

增量型PID:

通過增量型PID公式可以看出，最終表達結果和最近三次的偏差有關，最終輸出結果應該為：

首先定義結構變數體：

然後初始化變數

最後編寫控制演算法

基本演算法，沒有考慮死區問題，沒有設定上下限

在啟動、結束或大幅度增減設定時，短時間內系統輸出有很大的偏差，會造成PID運算的積分積累，導致控制量超過執行機構可能允許的最大動作范圍對應的極限控制量，從而引起較大的超調，甚至是振盪。

為了克服這個問題，引入積分分離的概念，即當被控量和設定值偏差較大時，取消積分作用；當被控量接近設定值時，引入積分控制，以消除靜差，提高精度。

abs ：絕對值

令index=0使積分環節失效

積分飽和現象：如果系統存在一個方向的偏差，PID控制器的輸出由於積分作用的不斷累加而加大，從而導致執行機構達到極限位置。此時計算器輸出量超出正常運行范圍而進入飽和區，一旦系統出現反向偏差，輸出量將逐漸從飽和區退出，進入飽和區越深則退出飽和區時間越長，在這段時間里，執行機構仍然停留在極限位置而不隨偏差反向而立即做出相應改變，造成性能惡化。

採用梯形積分能夠減小余差，提高精度

改變積分系數，若偏差大，積分作用減弱，系數減小；若偏差小，積分作用增強，系數增大。

變積分PID的基本思想是設法改變積分項的累加速度，使其與偏差大小對應。

使整個系統的穩定速度非常快

比例系數Kp的作用是加快系統的響應速度提高系統的調節精度

積分系數Ki的作用是消除系統的穩態誤差

微分系數Kd的作用是改善系統的動態特性

反應系統性能的兩個參數是系統誤差和誤差變化律