pid算法函數實現，c語言版

 

#include <stdio.h>

float pid(float setpoint, float process_variable, float kp, float ki, float kd, float dt, float* integral, float* last_error) {
    // Calculate error
    float error = setpoint - process_variable;

    // Calculate integral
    *integral += error * dt;

    // Calculate derivative
    float derivative = (error - *last_error) / dt;

    // Calculate output
    float output = kp * error + ki * (*integral) + kd * derivative;

    // Save variables for next iteration
    *last_error = error;

    return output;
}

int main() {
    // Initialize variables
    float setpoint = 10.0;
    float process_variable = 0.0;
    float kp = 1.0;
    float ki = 0.1;
    float kd = 0.5;
    float dt = 0.1;
    float integral = 0.0;
    float last_error = 0.0;

    // Run PID loop
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        // Get process variable (e.g. from a sensor)
        process_variable = /* get process variable */;

        // Calculate output
        float output = pid(setpoint, process_variable, kp, ki, kd, dt, &integral, &last_error);

        // Apply output (e.g. to a motor)
        /* apply output */

        // Wait for next iteration
        /* wait */
    }

    return 0;
}

　　

這個函數接收7個輸入參數和2個指針作爲輸出參數。輸入參數包括：

• setpoint：設定值
• process_variable：過程變量
• kp：比例係數
• ki：積分系數
• kd：微分系數
• dt：採樣時間
• integral：積分項變量的指針
• last_error：上一次誤差變量的指針

輸出參數爲函數的返回值，即PID算法計算出的控制量。

函數內部的實現和PID算法的公式比較相似，主要包括以下步驟：

1. 計算誤差（偏差）：誤差是設定值與過程變量之間的差值。

2. 計算積分：將誤差累積起來，計算積分項。需要注意的是，積分項需要乘以採樣時間，這裏使用指針來保存積分項變量的值。

3. 計算微分：計算誤差的變化率，也就是差分項。需要注意的是，差分項需要除以採樣時間。

4. 計算輸出：將比例、積分和微分三個部分相加，得到控制量。

5. 保存變量：將當前誤差保存爲上一次誤差，以便下一次計算微分。

這個函數可以在一個循環中多次調用，每次輸入新的過程變量和設定值，輸出控制量，從而實現PID控制。