[C++知识库]模拟测试控制算法有效性（C++）

在没有试验条件的情况下，可以在电脑上简单模拟一下控制算法的有效性。主要的思想：对设定值、实际值的初始值、被控对象模型作出假设，而后设定控制步数（实际的控制系统时死循环，但是我们模拟的时候需要程序能够停下来），输出想要观察的变量。

test.h

#pragma once
//定义结构体和宏
#define KP 0.1f
#define KI 0.2f
#define KD 0.05f

struct PID
{
	float Kp;
	float Ki;
	float Kd;
};

struct Error
{
	float error; //当前误差
	float last_error; //上一周期误差
	float ev_last; //上上一次周期误差
};

main.h

#include <iostream>
#include <cmath>
#include "test.h"

using namespace std;

void init(PID* pid, Error* error)
{
	//初始化PID参数
	pid->Kp = KP;
	pid->Ki = KI;
	pid->Kd = KD;
	//初始化误差
	error->error = 0;
	error->last_error = 0;
	error->ev_last = 0;
}

int main(int argc, char** argv)
{
	int count = 50; //控制周期数，即要模拟的控制步数
	float delta = 0; //控制量的增量
	float output = 0; //控制量
	PID pid;
	Error err;
	init(&pid, &err);//初始化

	//假设：要控制某个量到100，初始值为0
	//假设系统模型为：y=x;
	float set = 100;//set
	float act = 0; //actual

	for (int i = 0; i < count; i++)
	{
		err.error = set - act;
		delta = pid.Kp * (err.error - err.ev_last) + 
				pid.Ki * err.error + 
				pid.Kd * (err.error - 2 * err.last_error + err.ev_last);
		output += delta; //控制量

		//更新误差
		err.ev_last = err.last_error;
		err.last_error = err.error;

		act = output; //更新系统状态

		//打印
		cout << "当前步数: " << i+1 << "\t" 
			 << "设定值为: " << set << "\t" 
			 << "实际值为: " << act << "\t" 
			 << endl;
		
		//模拟设定值突变,到步数的一半时改变
		if ((i + 1) % 25 == 0)
		{
			set = 200;
		}
	}

	system("pause");
	return 0;
}

结果