PID程序实现

传统PID(位置式PID控制)调节：

这种算法的缺点是，由于全量输出，每次输出均与过去的状态有关，计算时要对
e(k) 进行累加，计算机运算工作量大。而且，因为计算机输出的 u(k) 对应的是执行机构的实际位置，如计算机出现故障， u(k) 的大幅度变化，会引起执行机构位置的大幅度变化，这种情况往往是生产实践中不允许的，在某些场合，还可能造成重大的生产事故，因而产生了增量式 PID 控制算法。

代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
class Pid:
    def __init__(self,set_value = 100,now_value = 0,error_sum = 0,error_value = 0,error_last = 0,kp = 0,ki = 0,kd = 0):
        self.set_value = set_value
        self.now_value = now_value
        self.error_sum = error_sum
        self.error_value = error_value
        self.error_last = error_last
        self.kp = kp
        self.ki = ki
        self.kd = kd
pid = Pid(100,100,0,0,0,0.7,0.1,0.1)
data = []
i = 100
while i:
    pid.error_value = pid.set_value - pid.now_value
    pid.error_sum += pid.error_value
    pid.now_value = pid.kp * (pid.error_value + pid.ki * pid.error_sum + pid.kd * (pid.error_value - pid.error_last))
    print(pid.now_value)
    data.append(pid.now_value)
    pid.error_last = pid.error_value
    i = i - 1
#打印输出图表的部分
plt.plot(data)
plt.title("kp=" + (str)(pid.kp) + " ki=" + (str)(pid.ki) + " kd=" + (str)(pid.kd))
plt.ylabel('output')
plt.xlabel('i')
plt.show()

波形如下（kp,ki,kd的参数需自行调节）：

 

 增量式PID控制调节：

代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
class Pid:
    def __init__(self,set_value = 100,now_value = 0,add_value = 0,last_value = 0,error_value = 0,error_last = 0,error_last_last = 0,kp = 0,ki = 0,kd = 0):
        self.set_value = set_value
        self.now_value = now_value
        self.add_value = add_value
        self.last_value = last_value
        self.error_value = error_value
        self.error_last = error_last
        self.error_last_last = error_last_last
        self.kp = kp
        self.ki = ki
        self.kd = kd
pid = Pid(100,100,0,0,0,0,0,0.9,0.07,0.02)
data = []
i = 100
while i:
    pid.error_value = pid.set_value - pid.now_value
    pid.add_value = pid.kp * (pid.error_value - pid.error_last) + pid.ki * pid.error_value + pid.kd * (pid.error_value - 2 * pid.error_last + pid.error_last_last)
    pid.now_value += pid.add_value
    print(pid.now_value)
    data.append(pid.now_value)
    pid.error_last = pid.error_value
    pid.error_last_last = pid.error_last
    i = i - 1

plt.plot(data)
plt.title("kp=" + (str)(pid.kp) + " ki=" + (str)(pid.ki) + " kd=" + (str)(pid.kd))
plt.ylabel('output')
plt.xlabel('i')
plt.show()

波形如下（（kp,ki,kd的参数需自行调节））：