(完整word版)PID算法Matlab仿真程序和C程序

1、1 增量式 PID 控制算法 Matlab 仿真程序 设一被控对象 G( s)=50/(0.125sA2+7s), 用增量式 PID 控制算法编写仿真程序 (输入分别为单位阶跃、正弦信号， 采样时间为 1ms，控制器输出限幅： -5,5,仿真曲线包括系统输出及误差 曲线，并加上注释、图例)。程序如下 clear all; close all; ts=0.001; sys=tf(50,0.125,7, 0); dsys=c2d(sys,ts,z); nu m,de n=tfdata(dsys,v); u_1=0.0;u_2=0.0; y_仁 0.0;y_2=0.0; x=0,0,0; error

2、_1=0; error_2=0; for k=1:1:1000 time(k)=k*ts; S=2; if S=1 kp=10;ki=0.1;kd=15; rin (k)=1; % Step Sig nal elseif S=2 kp=10;ki=0.1;kd=15; %Si ne Sig nal rin (k)=0.5*s in( 2*pi*k*ts); end du(k)=kp*x(1)+kd*x (2)+ki*x(3); % PID Con troller u(k)=u_1+du(k); %Restrict ing the output of con troller if u(k)=5

3、u(k)=5; end if u(k)=110 u(k)=110; end if u(k)=10 u(k)=10; end if u(k)=-10 u(k)=-10; end u_5=u_4;u_4=u_3;u_3=u_2;u_2=u_1;u_ 仁 u(k); y_3=y_2;y_2=y_1;y_仁 yout(k); error_1=error(k); end figure(1); plot(time,ri n,b,time,yout,r); xlabel(time(s);ylabel(ri n, yout); figure (2); plot(time,u,r); xlabel(time(s

4、);ylabel(u); figure (3); plot(time,ri n-yout,r); xlabel(time(s);ylabel(error); figure(4); bode(Q,r); dcga in( Q); C 语言 PID 演示程序 #i nclude #in clude typedef struct PID double Comma nd; /输入指令 double Proportion; /比例系数 double In tegral; / 积分系数 double Derivative; / 微分系数 double preErr; / 前一拍误差 double sumE

5、rr; / 误差累积 PID; double PIDCale(PID *p,double feedback) double dErr,Err; Err=p-Comma nd-feedback; / 当前 误差 p-sumErr+=Err; / 误差累加 dErr=Err-p-preErr; / 误差微分 p-preErr=Err; return(p-Proportio n*Err / 比例项 +p-Derivative*dErr 微分项 +p-ln tegral*p-sumErr); / 积分项 void PIDI nit(PID *p) memset(p,0,sizeof(PID); /初始

6、化 typedef struct motor double lastY; double preY; double lastU; double preU; motor; void motorl nit(motor *m) memset(m,0,sizeof(motor); =%fn,k,sPID.Comma nd,y,sPID .Comma nd-y,u); u=PIDCale(&sPID,y); y=motorCal(&m_motor,u); 4 k+; prin tf(%fn,y); fclose(fp); double motorCal(motor *m,double u)

7、 double y=1.9753*m-lastY-0.9753*m-preY+0 .00003284*u+0.00006568*m-lastU+0. 00003284*m-preU; 二阶系统 m-preY=m-lastY; m-lastY=y; m-preU=m-lastU; m-lastU=u; return y; void mai n() FILE *fp=fope n(data.txt,w+); PID sPID; motor m_motor; int k=0; double u; double y=0; PIDI nit(&sPID); sPID.Proportio n=2;

8、 sPID.Derivative=1; sPID.I ntegral=0.00001; sPID.Comma nd=10; 增量式 PID 控制 C 语言代码 增量式 PID 控制 C 语言代码 / / /定义 PID 参数结构体 / / typedef struct PID /结构体定义 SetPoi nt / 设定值 iProporti on; / Proporti 比例系数 iIn tegral; / In tegral 积分系数 iDerivative; / Derivativ 微分系数 iLastError; / Error-1 前一拍误差 iPreError; / Error-2

9、前两拍误差 PID;motorI nit(&m _motor);5 while(k=1000) ? fprin tf(fp,%d 设定值=%f 被控量=%f 偏差=%f 控 制 量 mai n() PID vPID; /定义结构变量名 PIDInit ( &vPID ); /Initialize Structure vPID.Proportio n = 10; /Set PID Coefficients vPID.I ntegral = 10; / Set PID Integral vPID.Derivative = 10; / Set PID Derivative vPID.

10、 SetPoi nt = 根据实际情况设定 while(1) Verror=Measure(); 得到 AD 的输出值 Error =vPID. SetPoint- Verr or; /与设定值比较，得到误差值 tempi=PIDCal(&vPID, Error; laser.Value+=tempi; / Value 与 Num2为共同体，共同 体名 laser LASERH=laser.NumO; LASERL=laser.Num1; / / /Title:PID 参数初始化 /Descripti on: Proporti on=0 / In tegral=0 / LastErro

11、r=0 /Input: PID 的 P、I 控制常数和之前 的误差量(PID *pp) /Return: / / void PIDInit (PID *pp) /PID 参数初始化，都置 0 memset ( pp,O,sizeof(PID); memset()的函数， 它可以一字节一 字节地把整个数组设置为一个指定的 值。 / memset()函数在 mem.h头文件中 声明，它把数组的起始地址作为其第 一个参数， /第二个参数是设置数组每个字节的 值，第三个参数是数组的长度(字节数, 不是元素个数)。 /其函数原型为： void *memset(voi d*， int，unsigned)；

12、 / 头文件 / / /Title:增量式 PID 算法程序 /Description:给出一个误差增量 /Input: PID 的 P、I 控制常数和之前 的误差量(PID *pp )&当前误差量(T hisError) /Return:误差增量 templ / / int PIDCal( PID *pp, int ThisError ) /增量式 PID 算法(需要控制的不是 控制量的绝对值，而是控制量的增量) int pError,dError,iError; long templ; pError = ThisError-pp-LastErr or; iError = ThisError; dError = ThisError-2*(pp-Last