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标题: C51如何实现带死区控制的PID算法 [打印本页]

作者: liyf 时间: 2012-1-27 14:37
标题: C51如何实现带死区控制的PID算法
真正要用PID算法的时候，发现书上的代码在我们51上来实现还不是那么容易的事情。简单的说来，就是不能直接调用。仔细分析你可以发现，教材上的、网上现行的PID实现的C语言代码几乎都是用浮点型的数据来做的，可以想象，如果我们的计算使用浮点数据，那我们的51单片机来运行的话会有多痛苦。所以，本人自己琢磨着弄了一个整型变量来实现了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，大部分的场合都够用了。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。本人做的是带死区控制的PID算法。具体的参考代码参见下面：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Ek[i]为负数，0为对应的Ek[i]为正数 uint8 KP_Uint8; uint8 KI_Uint8; uint8 KD_Uint8; uint8 B_Uint8; //死区电压 uint8 KP; //显示修改的时候用 uint8 KI; // uint8 KD; // uint8 B; // uint16 Uk_Uint16; //上一时刻的控制电压}PIDValueStr; PIDValueStr xdata PID;/*********************************PID = Uk + (KP*E(k) - KI*E(k-1) + KD*E(k-2));********************************/void PIDProcess(void){ uint32 idata Temp[3]; // uint32 idata PostSum; //正数和 uint32 idata NegSum; //负数和 Temp[0] = 0; Temp[1] = 0; Temp[2] = 0; PostSum = 0; NegSum = 0; if( ADPool.Value_Uint16[UINADCH] > ADPool.Value_Uint16[UFADCH] ) //给定大于反馈,则EK为正数 { Temp[0] = ADPool.Value_Uint16[UINADCH] - ADPool.Value_Uint16[UFADCH]; //计算Ek[0] if( Temp[0] > PID.B_Uint8 ) { //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]; //符号移位 PID.EkFlag_Uint8[2] = PID.EkFlag_Uint8[1]; PID.EkFlag_Uint8[1] = PID.EkFlag_Uint8[0]; PID.EkFlag_Uint8[0] = 0; //当前EK为正数 Temp[0] = (uint32)PID.KP_Uint8 * PID.Ek_Uint32[0]; // KP*EK0 Temp[1] = (uint32)PID.KI_Uint8 * PID.Ek_Uint32[1]; // KI*EK1 Temp[2] = (uint32)PID.KD_Uint8 * PID.Ek_Uint32[2]; // KD*EK2 } } else //反馈大于给定 { Temp[0] = ADPool.Value_Uint16[UFADCH] - ADPool.Value_Uint16[UINADCH]; //计算Ek[0] if( Temp[0] > PID.B_Uint8 ) { //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]; //符号移位 PID.EkFlag_Uint8[2] = PID.EkFlag_Uint8[1]; PID.EkFlag_Uint8[1] = PID.EkFlag_Uint8[0]; PID.EkFlag_Uint8[0] = 1; //当前EK为负数 Temp[0] = (uint32)PID.KP_Uint8 * PID.Ek_Uint32[0]; // KP*EK0 Temp[1] = (uint32)PID.KI_Uint8 * PID.Ek_Uint32[1]; // KI*EK1 Temp[2] = (uint32)PID.KD_Uint8 * PID.Ek_Uint32[2]; // KD*EK2 } } /*以下部分代码是讲所有的正数项叠加，负数项叠加*/ if(PID.EkFlag_Uint8[0]==0) { PostSum += Temp[0]; //正数和 } else { NegSum += Temp[0]; //负数和 } // KP*EK0 if(PID.EkFlag_Uint8[1]!=0) { PostSum += Temp[1]; //正数和 } else { NegSum += Temp[1]; //负数和 } // - kI * EK1 if(PID.EkFlag_Uint8[2]==0) { PostSum += Temp[2]; //正数和 } else { NegSum += Temp[2]; //负数和 } // KD * EK2 PostSum += (uint32)PID.Uk_Uint16; // if( PostSum > NegSum ) // 是否控制量为正数 { Temp[0] = PostSum - NegSum; if( Temp[0] < (uint32)ADPool.Value_Uint16[UMAXADCH] ) //小于限幅值则为计算值输出 { PID.Uk_Uint16 = (uint16)Temp[0]; } else { PID.Uk_Uint16 = ADPool.Value_Uint16[UMAXADCH]; //否则为限幅值输出 } } else //控制量输出为负数，则输出0 { PID.Uk_Uint16 = 0; }}

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