PID参数的意义 Kp是加快系统响应速度，提高系统的调节精度；
Ki用于消除稳态误差；
Kd改善系统的稳态性能
调PID步骤 (1) 确定比例系数Kp
确定比例系数Kp 时，首先去掉PID 的积分项和微分项，可以令Ti=0、Td=0，使之成为
纯比例调节。输入设定为系统允许输出最大值的60％～70％，比例系数Kp 由0 开始逐渐增
大，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例系数Kp 逐渐减小，直至系统振荡消失。
记录此时的比例系数Kp，设定PID 的比例系数Kp 为当前值的60％～70％。
(2) 确定积分时间常数Ti
比例系数Kp 确定之后，设定一个较大的积分时间常数Ti，然后逐渐减小Ti，直至系统出现
振荡，然后再反过来，逐渐增大Ti，直至系统振荡消失。记录此时的Ti，设定PID 的积分
时间常数Ti 为当前值的150％～180％。
(3) 确定微分时间常数Td
微分时间常数Td 一般不用设定，为0 即可，此时PID 调节转换为PI 调节。如果需要设定，
则与确定Kp 的方法相同，取不振荡时其值的30％。
(4) 系统空载、带载联调
对 PID 参数进行微调，直到满足性能要求。
为了达到比较好的效果一般不采用整数，但同时为了减轻单片机的负担，通常放大2^n这些参数进行运算，在运算结果中再除以2 ^n，因为单片机可以用移位来完成，速度比较快，常使用8倍或16倍放大，注意这三个参数采用相同的放大比例，而且最后一定要还原。
典型PID算法程序 位置式PID算法
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这是从网上找来的一个比较典型的PID处理程序，在使用单片机作为控制cpu时，请稍作简化，具体的PID
参数必须由具体对象通过实验确定。由于单片机的处理速度和ram资源的限制，一般不采用浮点数运算，
而将所有参数全部用整数，运算到最后再除以一个2的N次方数据（相当于移位），作类似定点数运算，可
大大提高运算速度，根据控制精度的不同要求，当精度要求很高时，注意保留移位引起的“余数”，做好余
数补偿。这个程序只是一般常用pid算法的基本架构，没有包含输入输出处理部分。
=====================================================================================================*/
#include
#include
/*====================================================================================================
PID FunctionThe PID (比例、积分、微分) function is used in mainly
control applications. PIDCalc performs one iteration of the PID
algorithm.While the PID function works, main is just a dummy program showing
a typical usage.
=====================================================================================================*/typedef struct PID {doubleSetPoint;
//设定目标 Desired ValuedoubleProportion;
//比例常数 Proportional Const
doubleIntegral;
//积分常数 Integral Const
doubleDerivative;
//微分常数 Derivative ConstdoubleLastError;
//Error[-1]
doublePrevError;
//Error[-2]
doubleSumError;
//Sums of Errors} PID;
/*====================================================================================================
PID计算部分
=====================================================================================================*/double PIDCalc( PID *pp, double NextPoint )
{
doubledError, //Error是当前偏差、dError是当前微分
Error;
Error = pp->SetPoint -NextPoint;
// 偏差
pp->SumError += Error;
// 积分
dError = pp->LastError - pp->PrevError;
// 当前微分
pp->PrevError = pp->LastError;
pp->LastError = Error;
return (pp->Proportion * Error// 比例项
+pp->Integral * pp->SumError// 积分项
+pp->Derivative * dError// 微分项
);
}/*====================================================================================================
Initialize PID Structure
=====================================================================================================*/void PIDInit (PID *pp)
{
memset ( pp,0,sizeof(PID));
//PID参数初始化。将pp->LastError - pp->PrevError清零，设置好kp,ki,kd值及预设值
}/*====================================================================================================
Main Program
=====================================================================================================*/double sensor (void)//Dummy Sensor Function
{
return 100.0;
}void actuator(double rDelta)//Dummy Actuator Function
{
}void main(void)
{
PIDsPID;
//PID Control Structure
doublerOut;
//PID Response (Output)
doublerIn;
//PID Feedback (Input)PIDInit ( &sPID );
//Initialize Structure
sPID.Proportion = 0.5;
//Set PID Coefficients
sPID.Integral= 0.5;
sPID.Derivative = 0.0;
sPID.SetPoint= 100.0;
//Set PID Setpointfor (;
;
) {//Mock Up of PID ProcessingrIn = sensor ();
//Read Input
rOut = PIDCalc ( &sPID,rIn );
//Perform PID Interation
actuator ( rOut );
//Effect Needed Changes
}
}这个程序是网上搜集而来的，我在此有疑惑，这个经典程序并没有设置采样周期，这会造成极大的CPU资源浪费，是不是采样周期还需要自己写？还是说模糊PID控制可以不设定采样周期，有热心的网友麻烦评论告诉我一下
增量式PID算法，增量式运算量没有位置式那么大，适合单片机。例程如下
文章图片
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下面的程序是直接给A、B、C赋值，准确的说不算是直接调Kp/Ki/Kd
typedef struct PID
{
int SetPoint;
//设定目标 Desired Value
long SumError;
//误差累计
double Proportion;
//比例常数 Proportional Const
double Integral;
//积分常数 Integral Const
double Derivative;
//微分常数 Derivative Const
int LastError;
//Error[-1]
int PrevError;
//Error[-2]
} PID;
static PID sPID;
static PID *sptr = &sPID;
/*====================================================================================================
Initialize PID StructurePID参数初始化
=====================================================================================================*/
void IncPIDInit(void)
{
sptr->SumError = 0;
sptr->LastError = 0;
//Error[-1]
sptr->PrevError = 0;
//Error[-2]
sptr->Proportion = 0;
//比例常数 Proportional Const
sptr->Integral = 0;
//积分常数Integral Const
sptr->Derivative = 0;
//微分常数 Derivative Const
sptr->SetPoint = 0;
}/*====================================================================================================
增量式PID计算部分
=====================================================================================================*/
int IncPIDCalc(int NextPoint)
{
register int iError, iIncpid;
//当前误差
iError = sptr->SetPoint - NextPoint;
//增量计算
iIncpid = sptr->Proportion * iError //E[k]项
- sptr->Integral * sptr->LastError //E[k－1]项
+ sptr->Derivative * sptr->PrevError;
//E[k－2]项
//存储误差，用于下次计算
sptr->PrevError = sptr->LastError;
sptr->LastError = iError;
//返回增量值
return(iIncpid);
}公式 【PID参数理解及调参方法（附典型PID算法程序）】
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