一个简单的PID控制算法

ht-beyond 2021-10-11 原文

回校后要进行校电子设计竞赛，把以前做过的温控系统PID算法重温下。

比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法各有作用：
比例，反应系统的基本（当前）偏差e(t)，系数大，可以加快调节，减小误差，但过大的比例使系统稳定性下降，甚至造成系统不稳定；
积分，反应系统的累计偏差，使系统消除稳态误差，提高无差度，因为有误差，积分调节就进行，直至无误差；
微分，反映系统偏差信号的变化率e(t)-e(t-1)，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除，因此可以改善系统的动态性能。但是微分对噪声干扰有放大作用，加强微分对系统抗干扰不利。积分和微分都不能单独起作用，必须与比例控制配合。

以温控系统为例：

比例调节，还没有加热到预定温度，就继续增加占空比，误差越大占空比增加的越厉害。微分调节，当实际温度越来越离目标温度近的时候，微分调节会拉下占空比，避免冲过目标温度。积分调节，当温度稳定在目标温度之上一小点时，比例调节和微分调节无效，积分误差越来越大，进行积分调节，消除稳态误差。

void SetPID(double p,i,d)
{
    Kp = p;
    Ki = i * 10.0;
    Kd = d / 10.0;
}
void PIDCompute()
{
    double error;
    double sumerror;      
    double derror;
    double lasterror = 27.0;
    error = settemp - temp;  //设定温度 - 当前温度
    sumerror += error;
    derror = error - lasterror;
    output = Kp * error + Ki * sumerror + Ki * derror;
    lasterror = error;
}