[嵌入式]单片机PID算法

该代码是基于msp430f149的pid算法

PID.h

#include "PID.h"

PID pid;//存放PID算法所需要的数据，即结构体
//**********************************************************************************
//                      PID算法
//    PID公式out=(Kp*Ek)+(Kp*(T/Ti)∑(0--n)Ek)+(Kp*(Td/T)(Ek-Ek_1))+out0
//**********************************************************************************
void PID_Calc(void)//PID的计算
{
  float DelEk;//相邻两次偏差值
  float TI,KI;//(T/Ti),(Kp*(T/Ti))
  float Iout;
  float Pout;
  float Dout;
  float TD;   //(Td/T)
  float KD;   //(Kp*(Td/T))
  float out;  //用来暂时存储pid的脉宽
  if(pid.C10ms<pid.T/10)  //计算周期未到
  {
    return ;
  }
  
  pid.Ek = pid.Sv - pid.Pv;//当前的偏差值=设定值-实际值
  
  pid.SEk += pid.Ek;      //历史偏差总和 ，偏差值有正负不会无穷大
  
  DelEk = pid.Ek - pid.Ek_1;//最近两次的偏差
  
  TI = pid.T/pid.Ti;
  KI = TI*pid.Kp;     //即是(Kp*(T/Ti))
  
  TD = pid.Td/pid.T;
  KD = TD * pid.Kp;    //即是(Kp*(Td/T))
  
  Pout = pid.Kp * pid.Ek;  //比例输出
  Iout = pid.SEk * KI;     //积分输出
  Dout = KD * DelEk;       //微分输出
  
  out = Pout + Iout + Dout + pid.OUT0;//本次输出的脉宽
  //pid.out有可能是正值也有可能是负值
  //pid.out的占空比不会超过100也不会小于0
  //用TACCR0设置周期，即PID的周期
  if(out>TACCR0)//如果out的值比周期还大
  {
    pid.out = TACCR0;//就让输出的pwm等于周期
  }
  if(out<0)//如果输出值为负数
  {
    pid.out = 0;//就让输出的pwm等于最小值0
  }
  pid.out = out;//否则直接输出
  
  pid.Ek_1 = pid.Ek;//更新偏差
  
  pid.C10ms = 0;//每执行一次中断后就++
}

PID.c

#ifndef __pid__
#define __pid__
#include "msp430x14x.h"
//**********************************************************************************
//                      用结构体对pid进行保存
//PID公式out=(Kp*Ek)+(Kp*(T/Ti)∑(0--n)Ek)+(Kp*(Td/T)(Ek-Ek_1))+out0
//**********************************************************************************
typedef struct //创建一个结构体
{
  float Sv;    //用户设定值
  float Pv;    //当前传感器反馈值，把传感器所得的值给他
  
  float Kp;    //比例系数
  float T;     //PID的计算周期->采样周期，即多长时间执行一次pid算法
  float Ti;    //积分时间常数
  float Td;    //微分时间常数
  
  float Ek;    //本次偏差
  float Ek_1;  //上次偏差
  float SEk;   //前n项和，即历史偏差之和
  
  float OUT0;  //常数，防止输出为零，给出的稳定输出
  
  float out;   //本次应该输出的pwm
  
  int  C10ms;  //计算的10ms值让他加
 
 
}PID;

extern PID pid;//外部声明，防止报错
void PID_Calc();//PID的计算
#endif