PID控制c程序

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#PID

转一个PID控制电机的小程序， 被PID困扰好多天了， 知道它的原理但是一直不明白如何将它运用到电机调速中间去， 看了这个程序之后感觉茅塞顿开。原来也并不难^-^

转载地址：呃，刚刚不小心把网页关掉了(大写的尴尬)。。。。


  1. #include<reg52.h>
  2. #include<stdio.h>
  3. #define uchar unsigned char 
  4. #define uint unsigned int
  5. #define THC0 0xf8
  6. #define TLC0 0xcc   //2ms
  7. unsigned char code Duan[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//共阴极数码管，0-9段码表
  8. unsigned char Data_Buffer[8]={0,0,0,0,0,0,0,0};
  9. unsigned char Data[4]={0,0,0,0};
  10. unsigned char Arry[4]={0,0,0,0};
  11. bit flag1=0;
  12. bit flag0=0;
  13. uchar i=0;
  14. sbit AddSpeed=P1^1;
  15. sbit SubSpeed=P1^2;
  16. sbit PWM_FC=P1^0;
  17. int e=0,e1=0,e2=0;			//pid 偏差
  18. float uk=0,uk1=0.0,duk=0.0;	//pid输出值
  19. float Kp=5,Ki=1.5,Kd=0.9;	//pid控制系数	
  20. //float Kp=10;
  21. int out=0;
  22. uint SpeedSet=1000;
  23. uint cnt=0;
  24. uint Inpluse=0,num=0;		//脉冲计数
  25. uint PWMTime=0;				//脉冲宽度
  26. unsigned char arry[];
  27. void SendString(uint ch);
  28. void PIDControl();
  29. void SystemInit();
  30. void delay(uchar x);
  31. void PWMOUT();
  32. void SetSpeed();
  33. void SegRefre();
  34. /**************主函数************/
  35. void main()
  36. {
  37. 	SystemInit();//系统初始化
  38. 	while(1)
  39. 	{
  40. 		SetSpeed();//设置速度
  41. 		SegRefre();//更新数码管显示
  42. 		PWMOUT();  //PWM输出
  43. 		if(flag0==1)
  44. 		{
  45. 			flag0=0;
  46. 			ES=0;//关串口中断，避免TI引起串口中断
  47. 			TI=1;//printf前TI置1
  48. 			printf("%f",(float)(num>>8));//脉冲计数
  49. 			printf("%f",(float)num);	 //脉冲计数
  50. 			while(!TI);
  51. 			TI=0;	   //TI软件清除
  52. 			ES=1;	   //允许串口中断
  53. 		}
  54. 	}
  55. }
  56.  
  57.  
  58. //PID偏差控制计算
  59. void PIDControl()        //pid偏差计算
  60. {
  61. 	e=SpeedSet-num;//设置速度-实际速度，两者的差值 
  62. 	//对应于增量式PID的公式Δuk=uk-u（k-1）
  63. //	duk=(Kp*(e-e1))/100;//只调节P
  64. 	duk=(Kp*(e-e1)+Ki*e)/100;//只调节PI
  65. //	duk=(Kp*(e-e1)+Ki*e+Kd*(e-2*e1+e2))/100;//调节PID
  66. 	uk=uk1+duk;//uk=u(k-1)+Δuk
  67. 	out=(int)uk;//取整后输出
  68. 	if(out>250)	//设置最大限制
  69. 		out=250;
  70. 	else if(out<0)//设置最小限制
  71. 		out=0;
  72. 	uk1=uk;		  //为下一次增量做准备
  73. 	e2=e1;
  74. 	e1=e;
  75. 	PWMTime=out;  //out对应于PWM高电平的时间
  76. }
  77.  
  78.  
  79. //较短的延时。注意delay的值不要超过255
  80. void delay(uchar x)
  81. {
  82. 	uchar i,j;
  83. 	for(i=x;i>0;i--)
  84. 		for(j=50;j>0;j--);//接近500us
  85. }
  86.  
  87.  
  88. //PWM输出
  89. void PWMOUT()
  90. {
  91. 	if(cnt<PWMTime)//若小于PWM的设定时间，则输出高电平
  92. 		PWM_FC=1;
  93. 	else		   //否则输出低电平
  94. 		PWM_FC=0;
  95. 	if(cnt>250)    //超过限制清零
  96. 		cnt=0;
  97. }
  98.  
  99.  
  100. //系统初始化
  101. void SystemInit()
  102. {
  103. 	TMOD=0X21;    //T1用于串口的波特率发生器 T0用于定时
  104. 	TH0=THC0;	  //2ms定时，晶振频率是11.0592MHz，事先算好装入THC0中
  105. 	TL0=TLC0;	  //2ms定时，晶振频率是11.0592MHz，实现算好装入TLCO中
  106. 	ET0=1;		  //允许定时器0中断
  107. 	TR0=1;		  //启动定时器0
  108. 	EX0=1;		  //允许外部中断
  109. 	IT0=1;		  //中断方式设置为下降沿
  110. 	//用于串口调试时用
  111. 	PCON=0x00;	 //SMOD不加倍
  112. 	SCON=0x50;	 //串口工作方式1，允许接收
  113. 	TH1=0xfd;	 //波特率9600
  114. 	TL1=0xfd;	 //波特率9600
  115. 	TR1=1;		 //启动定时器1
  116. 	ES=1;		 //开串口中断
  117. 	EA=1;		 //开总中断
  118. 	e =0;		 //PID的差值初值均为0
  119. 	e1=0;		 
  120. 	e2=0;
  121. }
  122.  
  123.  
  124. //设置转速
  125. void SetSpeed()
  126. {
  127. 	if(AddSpeed==0)//按键
  128. 	{
  129. 		delay(200);//消抖
  130. 		if(AddSpeed==0)//再次判断按键
  131. 		{
  132. 			SpeedSet+=100;//速度增加
  133. 			if(SpeedSet>9999)//超限
  134. 				SpeedSet=9999;//设置为最大9999
  135. 		}
  136. 	}
  137. 	if(SubSpeed==0)//按键
  138. 	{
  139. 		delay(200);//消抖
  140. 		if(SubSpeed==0)//按键
  141. 		{
  142. 			SpeedSet-=100;//速度减
  143. 			if(SpeedSet<0)//低于速度的最小值 
  144. 				SpeedSet=0;//速度置零
  145. 		}
  146. 	}
  147. }
  148.  
  149.  
  150. //数码管显示更新
  151. void SegRefre()		  //显示刷新
  152. {
  153. 	Data_Buffer[0]=SpeedSet/1000;
  154. 	Data_Buffer[1]=SpeedSet%1000/100;
  155. 	Data_Buffer[2]=SpeedSet%100/10;
  156. 	Data_Buffer[3]=SpeedSet%10;
  157. 	Data_Buffer[4]=num/1000;
  158. 	Data_Buffer[5]=num%1000/100;
  159. 	Data_Buffer[6]=num%100/10;
  160. 	Data_Buffer[7]=num%10;
  161. }
  162.  
  163.  
  164. //外部中断，统计脉冲数目，实际上是统计电机的转速
  165. //在实际中，电机没有一根线引出来可以表示他的转速，只能通过传感器如霍尔传感器的方式测量转速
  166. //脉冲一次下降沿对应于一次自增
  167. void int0() interrupt 0
  168. {
  169. 	Inpluse++;
  170. }
  171.  
  172.  
  173. //定时器T0操作
  174. void t0() interrupt 1
  175. {
  176. 	static unsigned char Bit=0;//静态变量，退出程序值保留
  177. 	static unsigned int time=0;
  178. 	static unsigned int aa=0;
  179. 	TH0=THC0;//重新赋初值
  180. 	TL0=TLC0;
  181. 	aa++;
  182. 	if(aa==50)//每100ms
  183. 	{
  184. 		aa=0;
  185. 		flag0=1;
  186. 	}
  187. 	cnt++;	//pid 周期
  188. 	Bit++;
  189. 	time++;  //转速测量周期
  190. 	if(Bit>8) Bit=0;//数码管总共只有8位，超过8位则在程序上进行清零
  191. 	//数码管显示部分
  192. 	P0=0xff;
  193. 	P2=Duan[Data_Buffer[Bit]];
  194. 	switch(Bit)
  195. 	{
  196. 		case 0:P0=0X7F;break;
  197. 		case 1:P0=0XBF;break;
  198. 		case 2:P0=0XDF;break;
  199. 		case 3:P0=0XEF;break;
  200. 		case 4:P0=0XF7;break;
  201. 		case 5:P0=0XFB;break;
  202. 		case 6:P0=0XFD;break;
  203. 		case 7:P0=0XFE;break;
  204. 	}
  205. 	//数码管显示部分
  206. 	if(time>500)//每1s处理一次脉冲
  207. 	{
  208. 		time=0;
  209. 		num=Inpluse*15;//实际转速，*15是由电机决定的，电机的一个脉冲对应着电机转过了15转
  210. 		Inpluse=0;	   //清零，为下一次计数做准备
  211. 		PIDControl();  //调用PID控制程序
  212. 	}
  213. }
  214.  
  215.  
  216. //串口中断，用于对串口的数据进行处理
  217. void u_int(void) interrupt 4
  218. {
  219. 	ES=0;//关串口中断，避免在数据处理的过程中造成影响
  220. 	if(RI)//若有RI==1，由RI产生中断
  221. 	{
  222. 		RI=0;//RI标志位必须通过软件进行清零
  223. 		arry[i]=SBUF;//将字符赋到arry中
  224. 		i++;		 //下一个数
  225. 		if(i>3)		 //接收完了指令，进行数据处理，一共有arry[0],arry[1],arry[2],arry[3]四个数据
  226. 		{
  227. 			flag1=1;//将标志置1
  228. 			i=0;	//i清零，重新计数
  229. 		}
  230. 		if(flag1)	//若flag1==1
  231. 		{
  232. 			flag1=0;//flag1清零
  233. 			SpeedSet=(arry[0]-'0')+(arry[1]-'0')*10+(arry[2]-'0')*100+(arry[3]-'0')*1000;//获得的速度值
  234. 			//由于串口发送的是字符，所以要减去'0'
  235. 		}
  236. 	}
  237. 	else//对应的由TI产生中断
  238. 		TI=0;//TI由软件进行清零	
  239. 	ES=1;//处理完后再开中断
  240. }
  241.  
  242.


#include<reg52.h>
#include<stdio.h>
#define uchar unsigned char 
#define uint unsigned int
#define THC0 0xf8
#define TLC0 0xcc   //2ms
unsigned char code Duan[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//共阴极数码管，0-9段码表
unsigned char Data_Buffer[8]={0,0,0,0,0,0,0,0};
unsigned char Data[4]={0,0,0,0};
unsigned char Arry[4]={0,0,0,0};
bit flag1=0;
bit flag0=0;
uchar i=0;
sbit AddSpeed=P1^1;
sbit SubSpeed=P1^2;
sbit PWM_FC=P1^0;
int e=0,e1=0,e2=0; //pid 偏差
float uk=0,uk1=0.0,duk=0.0; //pid输出值
float Kp=5,Ki=1.5,Kd=0.9; //pid控制系数
//float Kp=10;
int out=0;
uint SpeedSet=1000;
uint cnt=0;
uint Inpluse=0,num=0; //脉冲计数
uint PWMTime=0; //脉冲宽度
unsigned char arry[];
void SendString(uint ch);
void PIDControl();
void SystemInit();
void delay(uchar x);
void PWMOUT();
void SetSpeed();
void SegRefre();
/**************主函数************/
void main()
{
SystemInit();//系统初始化
while(1)
{
SetSpeed();//设置速度
SegRefre();//更新数码管显示
PWMOUT();  //PWM输出
if(flag0==1)
{
flag0=0;
ES=0;//关串口中断，避免TI引起串口中断
TI=1;//printf前TI置1
printf("%f",(float)(num>>8));//脉冲计数
printf("%f",(float)num); //脉冲计数
while(!TI);
TI=0;    //TI软件清除
ES=1;    //允许串口中断
}
}
}


//PID偏差控制计算
void PIDControl()        //pid偏差计算
{
e=SpeedSet-num;//设置速度-实际速度，两者的差值 
//对应于增量式PID的公式Δuk=uk-u（k-1）
// duk=(Kp*(e-e1))/100;//只调节P
duk=(Kp*(e-e1)+Ki*e)/100;//只调节PI
// duk=(Kp*(e-e1)+Ki*e+Kd*(e-2*e1+e2))/100;//调节PID
uk=uk1+duk;//uk=u(k-1)+Δuk
out=(int)uk;//取整后输出
if(out>250) //设置最大限制
out=250;
else if(out<0)//设置最小限制
out=0;
uk1=uk;   //为下一次增量做准备
e2=e1;
e1=e;
PWMTime=out;  //out对应于PWM高电平的时间
}


//较短的延时。注意delay的值不要超过255
void delay(uchar x)
{
uchar i,j;
for(i=x;i>0;i--)
for(j=50;j>0;j--);//接近500us
}


//PWM输出
void PWMOUT()
{
if(cnt<PWMTime)//若小于PWM的设定时间，则输出高电平
PWM_FC=1;
else    //否则输出低电平
PWM_FC=0;
if(cnt>250)    //超过限制清零
cnt=0;
}


//系统初始化
void SystemInit()
{
TMOD=0X21;    //T1用于串口的波特率发生器 T0用于定时
TH0=THC0;   //2ms定时，晶振频率是11.0592MHz，事先算好装入THC0中
TL0=TLC0;   //2ms定时，晶振频率是11.0592MHz，实现算好装入TLCO中
ET0=1;   //允许定时器0中断
TR0=1;   //启动定时器0
EX0=1;   //允许外部中断
IT0=1;   //中断方式设置为下降沿
//用于串口调试时用
PCON=0x00; //SMOD不加倍
SCON=0x50; //串口工作方式1，允许接收
TH1=0xfd; //波特率9600
TL1=0xfd; //波特率9600
TR1=1; //启动定时器1
ES=1; //开串口中断
EA=1; //开总中断
e =0; //PID的差值初值均为0
e1=0;  
e2=0;
}


//设置转速
void SetSpeed()
{
if(AddSpeed==0)//按键
{
delay(200);//消抖
if(AddSpeed==0)//再次判断按键
{
SpeedSet+=100;//速度增加
if(SpeedSet>9999)//超限
SpeedSet=9999;//设置为最大9999
}
}
if(SubSpeed==0)//按键
{
delay(200);//消抖
if(SubSpeed==0)//按键
{
SpeedSet-=100;//速度减
if(SpeedSet<0)//低于速度的最小值 
SpeedSet=0;//速度置零
}
}
}


//数码管显示更新
void SegRefre()   //显示刷新
{
Data_Buffer[0]=SpeedSet/1000;
Data_Buffer[1]=SpeedSet%1000/100;
Data_Buffer[2]=SpeedSet%100/10;
Data_Buffer[3]=SpeedSet%10;
Data_Buffer[4]=num/1000;
Data_Buffer[5]=num%1000/100;
Data_Buffer[6]=num%100/10;
Data_Buffer[7]=num%10;
}


//外部中断，统计脉冲数目，实际上是统计电机的转速
//在实际中，电机没有一根线引出来可以表示他的转速，只能通过传感器如霍尔传感器的方式测量转速
//脉冲一次下降沿对应于一次自增
void int0() interrupt 0
{
Inpluse++;
}


//定时器T0操作
void t0() interrupt 1
{
static unsigned char Bit=0;//静态变量，退出程序值保留
static unsigned int time=0;
static unsigned int aa=0;
TH0=THC0;//重新赋初值
TL0=TLC0;
aa++;
if(aa==50)//每100ms
{
aa=0;
flag0=1;
}
cnt++; //pid 周期
Bit++;
time++;  //转速测量周期
if(Bit>8) Bit=0;//数码管总共只有8位，超过8位则在程序上进行清零
//数码管显示部分
P0=0xff;
P2=Duan[Data_Buffer[Bit]];
switch(Bit)
{
case 0:P0=0X7F;break;
case 1:P0=0XBF;break;
case 2:P0=0XDF;break;
case 3:P0=0XEF;break;
case 4:P0=0XF7;break;
case 5:P0=0XFB;break;
case 6:P0=0XFD;break;
case 7:P0=0XFE;break;
}
//数码管显示部分
if(time>500)//每1s处理一次脉冲
{
time=0;
num=Inpluse*15;//实际转速，*15是由电机决定的，电机的一个脉冲对应着电机转过了15转
Inpluse=0;    //清零，为下一次计数做准备
PIDControl();  //调用PID控制程序
}
}


//串口中断，用于对串口的数据进行处理
void u_int(void) interrupt 4
{
ES=0;//关串口中断，避免在数据处理的过程中造成影响
if(RI)//若有RI==1，由RI产生中断
{
RI=0;//RI标志位必须通过软件进行清零
arry[i]=SBUF;//将字符赋到arry中
i++; //下一个数
if(i>3) //接收完了指令，进行数据处理，一共有arry[0],arry[1],arry[2],arry[3]四个数据
{
flag1=1;//将标志置1
i=0; //i清零，重新计数
}
if(flag1) //若flag1==1
{
flag1=0;//flag1清零
SpeedSet=(arry[0]-'0')+(arry[1]-'0')*10+(arry[2]-'0')*100+(arry[3]-'0')*1000;//获得的速度值
//由于串口发送的是字符，所以要减去'0'
}
}
else//对应的由TI产生中断
TI=0;//TI由软件进行清零
ES=1;//处理完后再开中断
}



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Midnight2001的博客
11-18 1657
该案例中使用的PID恒温恒压供冷却水程序采用了先进的PID控制算法，能够根据实时数据自动调整参数，实现温度和压力的精确控制。特别是，我们将重点关注如何通过触摸屏画面TP1200组态进行画面展示和操作，以及如何使用霍尼韦尔电动比例阀和两台西门子v20变频器进行PID控制水温与水压。同时，该程序还使用了触摸屏画面TP1200进行画面展示和操作，提高了的易用性和用户体验。同时，还需要对程序进行调试和优化，确保程序的稳定性和可靠性。通过该程序，可以实现对冷却水温度和压力的精确控制，确保运行的稳定性和效率。
c语言实现PID算法（简单）
m0_67069564的博客
06-17 2848
pid主要应用于工业控制、电器等方面，如生活中空调保持恒温、饮水机保温等。
c语言pid控制程序,C语言几种PID控制代码
weixin_35550400的博客
05-17 2341
1.增量式PID控制算法void pid_control(void){offside1=standard_speed-actual_speed;//计算当前速度偏差r1=kp*(offside1-offside2);r2=ki*offside1;pid_result=(unsigned char)(r1+r2); //浮点数强制转换为十六进制数offside2=offside1;}2.积分分离...
PID控制 C语言程序
11-07
C语言作为系统级编程语言，非常适合编写PID控制器的程序。 一个简单的PID控制器的基本结构包括以下几个部分： 1. **比例控制** (P): 直接根据当前误差计算输出，它是响应最快的部分。 2. **积分控制** (I): 避免长...
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