PID.rar_PID控制_pid

#include <reg52.h> typedef unsigned char uChar8; typedef unsigned int uInt16; typedef unsigned long int uInt32; sbit ConOut = P1^1; //加热丝接到P1.1口 typedef struct PID_Value { uInt32 liEkVal[3]; //差值保存，给定和反馈的差值 uChar8 uEkFlag[3]; //符号，1则对应的为负数，0为对应的为正数 uChar8 uKP_Coe; //比例系数 uChar8 uKI_Coe; //积分常数 uChar8 uKD_Coe; //微分常数 uInt16 iPriVal; //上一时刻值 uInt16 iSetVal; //设定值 uInt16 iCurVal; //实际值 }PID_ValueStr; PID_ValueStr PID; //定义一个结构体，这个结构体用来存算法中要用到的各种数据 bit g_bPIDRunFlag = 0; //PID运行标志位，PID算法不是一直在运算。而是每隔一定时间，算一次。 /* ******************************************************** /* 函数名称：PID_Operation() /* 函数功能：PID运算 /* 入口参数：无（隐形输入，系数、设定值等） /* 出口参数：无（隐形输出，U(k)） /* 函数说明：U(k)+KP*[E(k)-E(k-1)]+KI*E(k)+KD*[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)] ******************************************************** */ void PID_Operation(void) { uInt32 Temp[3] = {0}; //中间临时变量 uInt32 PostSum = 0; //正数和 uInt32 NegSum = 0; //负数和 if(PID.iSetVal > PID.iCurVal) //设定值大于实际值否？ { if(PID.iSetVal - PID.iCurVal > 10) //偏差大于10否？ PID.iPriVal = 100; //偏差大于10为上限幅值输出(全速加热) else //否则慢慢来 { Temp[0] = PID.iSetVal - PID.iCurVal; //偏差<=10,计算E(k) PID.uEkFlag[1] = 0; //E(k)为正数,因为设定值大于实际值 /* 数值进行移位，注意顺序，否则会覆盖掉前面的数值 */ PID.liEkVal[2] = PID.liEkVal[1]; PID.liEkVal[1] = PID.liEkVal[0]; PID.liEkVal[0] = Temp[0]; /* =================================================================== */ if(PID.liEkVal[0] > PID.liEkVal[1]) //E(k)>E(k-1)否？ { Temp[0] = PID.liEkVal[0] - PID.liEkVal[1]; //E(k)>E(k-1) PID.uEkFlag[0] = 0; //E(k)-E(k-1)为正数 } else { Temp[0] = PID.liEkVal[1] - PID.liEkVal[0]; //E(k)<E(k-1) PID.uEkFlag[0] = 1; //E(k)-E(k-1)为负数 } /* =================================================================== */ Temp[2] = PID.liEkVal[1] * 2; //2E(k-1) if((PID.liEkVal[0] + PID.liEkVal[2]) > Temp[2]) //E(k-2)+E(k)>2E(k-1)否？ { Temp[2] = (PID.liEkVal[0] + PID.liEkVal[2]) - Temp[2]; PID.uEkFlag[2]=0; //E(k-2)+E(k)-2E(k-1)为正数 } else //E(k-2)+E(k)<2E(k-1) { Temp[2] = Temp[2] - (PID.liEkVal[0] + PID.liEkVal[2]); PID.uEkFlag[2] = 1; //E(k-2)+E(k)-2E(k-1)为负数 } /* =================================================================== */ Temp[0] = (uInt32)PID.uKP_Coe * Temp[0]; //KP*[E(k)-E(k-1)] Temp[1] = (uInt32)PID.uKI_Coe * PID.liEkVal[0]; //KI*E(k) Temp[2] = (uInt32)PID.uKD_Coe * Temp[2]; //KD*[E(k-2)+E(k)-2E(k-1)] /* 以下部分代码是讲所有的正数项叠加，负数项叠加 */ /* ========= 计算KP*[E(k)-E(k-1)]的值 ========= */ if(PID.uEkFlag[0] == 0) PostSum += Temp[0]; //正数和 else NegSum += Temp[0]; //负数和 /* ========= 计算KI*E(k)的值 ========= */ if(PID.uEkFlag[1] == 0) PostSum += Temp[1]; //正数和 else ; /* 空操作。就是因为PID.iSetVal > PID.iCurVal（即E(K)>0）才进入if的， 那么就没可能为负，所以打个转回去就是了 */ /* ========= 计算KD*[E(k-2)+E(k)-2E(k-1)]的值 ========= */ if(PID.uEkFlag[2]==0) PostSum += Temp[2]; //正数和 else NegSum += Temp[2]; //负数和 /* ========= 计算U(k) ========= */ PostSum += (uInt32)PID.iPriVal; if(PostSum > NegSum) //是否控制量为正数 { Temp[0] = PostSum - NegSum; if(Temp[0] < 100 ) //小于上限幅值则为计算值输出 PID.iPriVal = (uInt16)Temp[0]; else PID.iPriVal = 100; //否则为上限幅值输出 } else //控制量输出为负数，则输出0(下限幅值输出) PID.iPriVal = 0; } } else PID.iPriVal = 0; //同上，嘿嘿 } /* ******************************************************** /* 函数名称：PID_Output() /* 函数功能：PID输出控制 /* 入口参数：无（隐形输入，U(k)） /* 出口参数：无（控制端） ******************************************************** */ void PID_Output(void) { static uInt16 iTemp; static uChar8 uCounter; iTemp = PID.iPriVal; if(iTemp == 0) ConOut = 1; //不加热 else ConOut = 0; //加热 if(g_bPIDRunFlag) //定时中断为100ms(0.1S)，加热周期10S(100份*0.1S) { g_bPIDRunFlag = 0; if(iTemp) iTemp--; //只有iTemp>0，才有必要减“1” uCounter++; if(100 == uCounter) { PID_Operation(); //每过0.1*100S调用一次PID运算。 uCounter = 0; } } } /* ******************************************************** /* 函数名称：PID_Output() /* 函数功能：PID输出控制 /* 入口参数：无（隐形输入，U(k)） /* 出口参数：无（控制端） ******************************************************** */ void Timer0Init(void) { TMOD |= 0x01; // 设置定时器0工作在模式1下 TH0 = 0xDC; TL0 = 0x00; // 赋初始值 TR0 = 1; // 开定时器0 EA = 1; // 开总中断 ET0 = 1; // 开定时器中断 } void main(void) { Timer0Init(); while(1) { PID_Output(); } } void Timer0_ISR(void) interrupt 1 { static uInt16 uiCounter = 0; TH0 = 0xDC; TL0 = 0x00; uiCounter++; if(100 == uiCounter) { g_bPIDRunFlag = 1; }