51 单片机 PID 算法程序(三)增量式 PID 控制算法 当执行机构需要的不是控制量的绝对值，而是控制量的增量（例如去驱动步进电动机）时，需要用 PID 的“增量算法”。 增量式 PID 控制算法可以通过（2-4）式推导出。由(2-4)可以得到控制器的第 k-1 个采样时刻的输出值为： 将（2-4）与（2-5）相减并整理，就可以得到增量式 PID 控制算法公式为： (2-5) 其中 （2-6） 由（2-6）可以看出，如果计算机控制系统采用恒定的采样周期 T，一旦确定 A、B、C，只要使用前后三 次测量的偏差值，就可以由（2-6）求出控制量。 增量式 PID 控制算法与位置式 PID 算法（2-4）相比，计算量小得多，因此在实际中得到广泛的应用。 位置式 PID 控制算法也可以通过增量式控制算法推出递推计算公式： （2-7）就是目前在计算机控制中广泛应用的数字递推 PID 控制算法。 （2-7） 增量式 PID 控制算法 C51 程序 /*==================== ===================================================== PID Function The PID (比例、积分、微分) function is used in mainly control applications. PIDCalc performs one iteration of the PID algorithm. While the PID function works, main is just a dummy program showing a typical usage. ==========================================================================*/ typedef struct PID { int SetPoint; //设定目标 Desired Value long SumError; //误差累计 

double Proportion; //比例常数 Proportional Const double Integral; //积分常数 Integral Const double Derivative; //微分常数 Derivative Const int LastError; //Error[-1] int PrevError; //Error[-2] } PID; static PID sPID; static PID *sptr = &sPID; /*================================================================================ Initialize PID Structure PID 参数初始化 ===============================================================================*/ void IncPIDInit(void) { sptr->SumError = 0; sptr->LastError = 0; //Error[-1] sptr->PrevError = 0; //Error[-2] sptr->Proportion = 0; //比例常数 Proportional Const sptr->Integral = 0; //积分常数 Integral Const sptr->Derivative = 0; //微分常数 Derivative Const sptr->SetPoint = 0; } /*=============================================================================== 增量式 PID 计算部分 =================================================================================*/ int IncPIDCalc(int NextPoint) { register int iError, iIncpid; iError = sptr->SetPoint - NextPoint; iIncpid = sptr->Proportion * iError - sptr->Integral * sptr->LastError + sptr->Derivative * sptr->PrevError; //当前误差 //增量计算 //E[k]项 //E[k－1]项 //E[k－2]项 //存储误差，用于下次计算 sptr->PrevError = sptr->LastError; sptr->LastError = iError; return(iIncpid); } //返回增量值