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PID實(shí)指“比例proportional”、“積分integral”、“微分derivative” , 這三項(xiàng)構(gòu)成PID基本要素。每一項(xiàng)完成不同任務(wù)對(duì)系統(tǒng)功能產(chǎn)生不同的影響。 搞軟件的往往對(duì)硬件不屑 ,卻忘了軟件再牛B也是為硬件服務(wù)的 , PID的數(shù)字化算法就完全是為硬件而生的 , 這是控制電機(jī)算法的一個(gè)難點(diǎn) , 沒有一定的對(duì)軟硬件的理解 , 就連調(diào)試裝定PID參數(shù)都會(huì)很為難 ! 飛思卡爾智能車項(xiàng)目里面就會(huì)用到PID算法 , 比如車爬坡和平地連續(xù)拐彎時(shí) , 代碼里面沒有PID算法 , 控制和驅(qū)動(dòng)起來(lái)就會(huì)很拙急 , 對(duì)不對(duì) ? 不過 ,搞清楚問題還是有個(gè)前提的 , 那就是懂點(diǎn)微積分 , 不會(huì)微積分嘛 , 下面的內(nèi)容無(wú)需關(guān)注
實(shí)際上 , PID算法的應(yīng)用基礎(chǔ)始于對(duì)PCB板上的運(yùn)放的PID參數(shù)進(jìn)行調(diào)校 , P對(duì)應(yīng)于運(yùn)放增益 ; I 就是運(yùn)放輸入和輸出端之間接一個(gè)電容引入反饋 , 就是控制器的輸出與輸入誤差會(huì)積累起來(lái)影響輸出 ; D 就是運(yùn)放輸入端串接一個(gè)電容 ,起的微分作用是阻止輸出與輸入誤差的變化 . 結(jié)合示波器來(lái)觀察控制電機(jī)的PID參數(shù)設(shè)定的話 , 網(wǎng)上有一首詩(shī) , 它就代表我的心聲了 :
參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查
先是比例后積分，最后再把微分加
曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大
曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳
曲線偏離回復(fù)慢，積分時(shí)間往下降
曲線波動(dòng)周期長(zhǎng)，積分時(shí)間再加長(zhǎng)
曲線振蕩頻率快，先把微分降下來(lái)
動(dòng)差大來(lái)波動(dòng)慢，微分時(shí)間應(yīng)加長(zhǎng)
理想曲線兩個(gè)波，前高后低四比一
一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會(huì)低 !
下面貼段代碼 (真的是僅供參考):
- #include <mc9s12dg128.h> /* derivative information */
- /*******************************************************************
- * 宏定義
- **********************************************************************************/
- #define STABMAX 50
- #define SENSORNUM 8
- #define SAMPLETIMES 5
- /********************************************************************
- FUNCTION PROTOTYPES
- ********************************************************************/
- int CalculateP(void);
- float CalculatePID(void);
- /********************************** PID控制程序 *******************/
- struct CARSTATE
- {
- int E0;
- int E1;
- int E2;
- int E3;
- float Integral;
- }CarState;
- /*
- ********************************************************************
- * 初始化PID參數(shù)
- ********************************************************************/
- void Init_PID()
- {
- CarState.E0 = 0;
- CarState.E1 = 0;
- CarState.E2 = 0;
- CarState.E3 = 0;
- CarState.Integral = 0;
- }
- /*
- ********************************************************************
- * 信號(hào)處理函數(shù)
- * 程序描述: 對(duì)傳感器采集過來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到一些基本的計(jì)算參數(shù)
- ********************************************************************/
- int SignalProcess( unsigned int signal )
- {
- const int BitValue[8] = {43,26,12,6,-6,-12,-26,-43}; //MAX:28
- int i,CurrPoint=0,LastPoint=0,BitNum=0;
- unsigned char SignalBit[8];
- for(i=0;i<8;i++)
- {
- SignalBit = signal & 0x0001;
- BitNum += SignalBit;
- signal >>= 1;
- }
- switch(BitNum)
- {
- case 1:
- for(i=0;i<8;i++)
- if(SignalBit != 0)
- CurrPoint += BitValue;
- CarState.E0 = CurrPoint;
- break;
- case 2:
- for(i=0;i<8;i++)
- if(SignalBit != 0)
- CurrPoint += BitValue;
- CurrPoint >>= 1;
- CarState.E0 = CurrPoint;
- break;
- default:
- CarState.E0 = CarState.E1;
- break;
- }
- return CalculateP()*100;
- }
- /*******************************************************************
- * PID計(jì)算函數(shù)
- * 程序描述: 計(jì)算P參數(shù)
- ********************************************************************/
- int CalculateP(void)
- {
- CarState.E1 = CarState.E0;
- return((int)CarState.E0);
- }
- /*
- ***********************************************************************************
- * PID計(jì)算函數(shù)
- *
- * 程序描述: 對(duì)傳感器采集過來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到一些基本的計(jì)算參數(shù)
- *
- ******************************************************************* ***************/
- float CalculatePID(void)
- {
- float P, I = 0, D;
- /* parameter const */
- float Kp = 1.0, Ki = -0.0002, Kd = -0.0002;
- /* P parameter */
- P = CarState.E0 * Kp;
- /* I parameter */
- if(P+I<2)
- {
- CarState.Integral += Ki * CarState.E0;
- I = CarState.Integral;
- }
- /* D parameter */
- D = Kd * ( CarState.E0 + 3*CarState.E1 - 3*CarState.E2 - CarState.E3 )/6.0;
- CarState.E3 = CarState.E2;
- CarState.E2 = CarState.E1;
- CarState.E1 = CarState.E0;
- return (P+I+D);
- }
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