网站流量检测,忻州市城乡建设管理局网站,近一周的新闻大事热点,梧州做网站一、背景#xff1a; PID控制器是一种常见的反馈控制器#xff0c;用于控制系统中的物理量#xff1a;温度#xff0c;速度#xff0c;位置等。PID的名称来自于其三个组成部分#xff1a;比例项(P), 积分项(I), 微分项(D)。PID控制的目标是使输入的参数(例如温度)趋近于目…一、背景 PID控制器是一种常见的反馈控制器用于控制系统中的物理量温度速度位置等。PID的名称来自于其三个组成部分比例项(P), 积分项(I), 微分项(D)。PID控制的目标是使输入的参数(例如温度)趋近于目标点(例如目标温度)并保持在设定点附近。 比例项(P)用于根据当前误差计算输出。若误差较大则输出也较大从而加快系统的响应速度。 积分项(I): 用于消除稳态误差。若稳态误差持续存在则积分项会逐渐增加从而增加输出直到误差消失。 稳态误差举例设目标温度为30°C实际25°C此时差值e为5。比例项(P)为固定值。若此时输出u可令温度在0.5h内上升5°C但环境影响可令温度在0.5h内降低5°C则输出u的作用被抵消则偏差一直存在。该偏差即为稳态误差。 微分项(D)用于减少系统的超调和震荡。若误差变化速度较快则微分项会增加输出从而较少超调和震荡。 二、简单实现
// PID控制器参数
#define KP 1.0f
#define KI 0.1f
#define KD 0.01f// 温度传感器参数
#define TARGET_TEMP 25.0f
#define ROOM_TEMP 20.0f
#define MAX_TEMP 100.0f
#define MIN_TEMP 0.0f//PID控制器变量
float error 0.0f;
float integral 0.0f;
float derivative 0.0f;
float last_err 0.0f;
float output 0.0f;//温度传感器变量
float current_temp ROOM_TEMP;//PID控制器函数
float pid_ctrl(float set_point, float input, float dt) {error set_point - input;integral error * dt;derivative (error - last_error) / dt;output KP * error KI * intergal KD * derivative;last_error error;return output;
}int main(void) {//模拟时间步长float dt 0.1f;//模拟时间float t 0.0f;//模拟循环while(1) {//计算PID输出output pid_ctrl(TARGET_TEMP, current_temp, dt);//限制输出范围if (output MAX_TEMP) {output MAX_TEMP;} else if (output MIN_TEMP) {output MIN_TEMP;}//模拟温度变化current_temp (output - current_temp) * dt;//输出结果printf(Time: %f, set_point: %f, input: %f, output: %f\n, t, TARGET_TEMP, current_temp, output); //时长变化t dt;}return 0;
}
在该例程中创建了一个简单的PID控制器定义了一些常量来表示PID控制器的参数和温度传感器的反馈的参数。主函数中使用while循环模拟时间变化并在每个时间步长中计算PID输出和温度变化。最后输出结果并令时间变化。
