用整型变量来实现PID算法，由于是用整型数来做的,所以也不是很精确,但是对于很多的使用场合,这个精度也够了，关于系数和采样电压全部是放大10倍处理的.所以精度不是很高.
但是也不是那么低,大部分的场合都够了. 实在觉得精度不够,
可以再放大10倍或者100倍处理,但是要注意不超出整个数据类型的范围就可以了.本程序包括PID计算和输出两部分.当偏差>10度全速加热,偏差在10度以内为PID计算输出.
具体的参考代码参见下面：*/
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//
pid.H
// Operation about PID algorithm procedure
// C51编译器Keil
7.08
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//
作者:zhoufeng
// Date :2007-08-06
// All rights
reserved.
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#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
typedef
unsigned char uint8;
typedef unsigned int
uint16;
typedef unsigned long int uint32;
/**********函数声明************/
void PIDOutput ();
void
PIDOperation ();
/*****************************/
typedef struct
PIDValue
{
uint32 Ek_Uint32[3];
//差值保存，给定和反馈的差值
uint8 EkFlag_Uint8[3];
//符号，1则对应的为负数，0为对应的为正数
uint8 KP_Uint8;
uint8
KI_Uint8;
uint8 KD_Uint8;
uint16 Uk_Uint16;
//上一时刻的控制电压
uint16 RK_Uint16; //设定值
uint16
CK_Uint16; //实际值
}PIDValueStr;
PIDValueStr
PID;
uint8 out ; // 加热输出
uint8
count; // 输出时间单位计数器
/*********************************
PID =
Uk + KP*[E(k)-E(k-1)]+KI*E(k)+KD*[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)];(增量型PID算式)
函数入口:
RK(设定值),CK(实际值),KP,KI,KD
函数出口:
U(K)
//PID运算函数
********************************/
void PIDOperation
(void)
{
uint32 Temp[3];
//中间临时变量
uint32 PostSum;
//正数和
uint32 NegSum;
//负数和
Temp[0] = 0;
Temp[1] = 0;
Temp[2] = 0;
PostSum = 0;
NegSum
= 0;
if( PID.RK_Uint16 > PID.CK_Uint16 )
//设定值大于实际值否？
{
if( PID.RK_Uint16 - PID.CK_Uint16 >10 )
//偏差大于10否？
{
PID.Uk_Uint16 = 100; }
//偏差大于10为上限幅值输出(全速加热)
else
{
Temp[0] = PID.RK_Uint16 -
PID.CK_Uint16; //偏差<=10,计算E(k)
PID.EkFlag_Uint8[1]=0; //E(k)为正数
//数值移位
PID.Ek_Uint32[2] = PID.Ek_Uint32[1];
PID.Ek_Uint32[1] =
PID.Ek_Uint32[0];
PID.Ek_Uint32[0] =
Temp[0];
/****************************************/
if(
PID.Ek_Uint32[0] >PID.Ek_Uint32[1] )
//E(k)>E(k-1)否？
{
Temp[0]=PID.Ek_Uint32[0] -
PID.Ek_Uint32[1]; //E(k)>E(k-1)
PID.EkFlag_Uint8[0]=0;
} //E(k)-E(k-1)为正数
else
{
Temp[0]=PID.Ek_Uint32[1] - PID.Ek_Uint32[0]; //E(k)<E(k-1)
PID.EkFlag_Uint8[0]=1;}
//E(k)-E(k-1)为负数
/****************************************/
Temp[2]=PID.Ek_Uint32[1]*2 ; //
2E(k-1)
if( (PID.Ek_Uint32[0]+ PID.Ek_Uint32[2])>Temp[2] )
//E(k-2)+E(k)>2E(k-1)否？
{
Temp[2]=(PID.Ek_Uint32[0]+
PID.Ek_Uint32[2])-Temp[2]; //E(k-2)+E(k)>2E(k-1)
PID.EkFlag_Uint8[2]=0;}
//E(k-2)+E(k)-2E(k-1)为正数
else
{
Temp[2]=Temp[2]-(PID.Ek_Uint32[0]+
PID.Ek_Uint32[2]);//E(k-2)+E(k)<2E(k-1)
PID.EkFlag_Uint8[2]=1;
}
//E(k-2)+E(k)-2E(k-1)为负数
/****************************************/
Temp[0] = (uint32)PID.KP_Uint8 * Temp[0]; //
KP*[E(k)-E(k-1)]
Temp[1] = (uint32)PID.KI_Uint8 *
PID.Ek_Uint32[0]; // KI*E(k)
Temp[2] =
(uint32)PID.KD_Uint8 * 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*/
/**********KP*[E(k)-E(k-1)]**********/
if(PID.EkFlag_Uint8[0]==0)
PostSum += Temp[0];
//正数和
else
NegSum +=
Temp[0]; //负数和
/*********
KI*E(k)****************/
if(PID.EkFlag_Uint8[1]==0)
PostSum +=
Temp[1]; //正数和
else
;
//空操作，E(K)>0
/****KD*[E(k-2)+E(k)-2E(k-1)]****/
if(PID.EkFlag_Uint8[2]==0)
PostSum +=
Temp[2]; //正数和
else
NegSum +=
Temp[2];
//负数和
/***************U(K)***************/
PostSum += (uint32)PID.Uk_Uint16;
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.Uk_Uint16 =
(uint16)Temp[0];
else
PID.Uk_Uint16 = 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.Uk_Uint16 = 0;
}
}
else
{
PID.Uk_Uint16 = 0;}
}
/*********************************
函数入口: U(K)
函数出口:
out(加热输出)
//PID运算植输出函数
********************************/
void
PIDOutput (void)
{
staticint i;
i=PID.Uk_Uint16;
if(i==0)
out=1;
else
out=0;
if((count++)==5)//如定时中断为40MS,40MS*5=0.2S(输出时间单位),加热周期20S(100等份)
{
//每20S PID运算一次
count=0;
i--;
}
}