C51如何实现带死区控制的PID算法

liyf

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;    }}