C 语言实现增量式PID

一直以来，pid都是控制领域的经典算法，之前尝试理解了很久，但还是一知半解，总是不得要领，昨天模仿着别人的代码写了一个增量式pid的代码。

我的理解就是pid其实就是对你设置的预定参数进行跟踪。在控制领域，他先采集目前的实时参数，与设定的参数进行比较，计算出误差，然后进行积分微分运算，计算出控制器需要的增量（正负），

然后与实际参数相加，使他尽可能的接近设定值 。没有D参数的称为PI控制器，也比较常用。具体公式其实不理解也没关系，只要对照着差分方程，写出相应的算法即可，然后上网查查pid调节的经验。

找到最适的pid参数。

程序中的count为需要计算的次数，有兴趣的读者可以尝试着修改一下这个数值，当count值为100的时候，你会发现他最后迭代的值并不是设定值200.0.而是一个比他小的数，

这是因为100次计算并不能使他达到设定值，毕竟我们设置的初始实际值为0，要让0直接跟踪到200需要一段跳跃时间。这个跳跃时间并不是100计算就能达到的；可以尝试几次试试。

当然实际控制领域应用的时候，并没有这个count，他会一直进行 动态运算，使实际值一直保持在设定值附近。

//实现增量式PID算法 

#include "stdio.h" 
void pid_init();//PID参数初始化 
float pid_realise(float speed);//实现PID算法   

struct {
    float set_speed;//设定速度 
    float actual_speed;//实际速度
    float error;//偏差  
    float error_next;//上一个偏差  
    float error_last;//上上一个偏差 
    float kp,ki,kd;//定义比例，积分，微分参数  
     
}pid;


int main()
{
    pid_init();
    int count = 0;
    while(count<400)//进行400次 PID 运算，使初始值从0开始接近200.0   
    {
        float speed = pid_realise(200.0);//设定值设定为200.0  
        printf("%f\n",speed);//输出每一次PID 运算后的结果  
        count++;
    }
}


void pid_init()
{
    pid.set_speed = 0.0;
    pid.actual_speed = 0.0;
    pid.error = 0.0;
    pid.error_next = 0.0;
    pid.error_last = 0.0;
    //可调节PID 参数。使跟踪曲线慢慢接近阶跃函数200.0 // 
    pid.kp = 0.2;
    pid.ki = 0.01;
    pid.kd = 0.2;
}


float pid_realise(float speed)//实现pid  
{
    pid.set_speed = speed;//设置目标速度  
    pid.error = pid.set_speed - pid.actual_speed;
    float increment_speed;//增量
     
    increment_speed = pid.kp*(pid.error-pid.error_next)+pid.ki*pid.error+\
    pid.kd*(pid.error-2*pid.error_next+pid.error_last);//增量计算公式  
    
    pid.actual_speed+= increment_speed;
    pid.error_last = pid.error_next;//下一次迭代  
    pid.error_next = pid.error;
    return pid.actual_speed; 
    
}