logo资料库

PID算法Matlab仿真程序和C程序.doc

发布时间：2022-06-15 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.06M 资料格式：doc 举报 版权申诉
第1页 / 共6页
第2页 / 共6页
第3页 / 共6页
第4页 / 共6页
第5页 / 共6页
第6页 / 共6页
资料共6页，全文预览结束
    增量式 PID 控制算法 Matlab 仿真程序 设一被控对象 G（s）=50/(0.125s^2+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'); [num,den]=tfdata(dsys,'v'); u_1=0.0;u_2=0.0; y_1=0.0;y_2=0.0; x=[0,0,0]'; error_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 Signal elseif S==2 kp=10;ki=0.1;kd=15; Signal % %Sine rin(k)=0.5*sin(2*pi*k*ts); end du(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3); PID Controller u(k)=u_1+du(k); %Restricting the output of controller if u(k)>=5 u(k)=5; end if u(k)<=-5 u(k)=-5; % 1 %Cal end %Linear model yout(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2+num( 2)*u_1+num(3)*u_2; error(k)=rin(k)-yout(k); %Return of parameters u_2=u_1;u_1=u(k); y_2=y_1;y_1=yout(k); x(1)=error(k)-error_1; culating P x(2)=error(k)-2*error_1+error_2; %C alculating D x(3)=error(k); error_2=error_1; error_1=error(k); end figure(1); plot(time,rin,'b',time,yout,'r'); xlabel('time(s)'),ylabel('rin,yout'); figure(2); plot(time,error,'r') xlabel('time(s)');ylabel('error'); %Calculating I 微分先行 PID 算法 Matlab 仿真程序 %PID Controler with differential advance clear all; close all; in ts=20; sys=tf([1],[60,1],'inputdelay',80); dsys=c2d(sys,ts,'zoh'); [num,den]=tfdata(dsys,'v'); u_1=0;u_2=0;u_3=0;u_4=0;u_5=0; ud_1=0; y_1=0;y_2=0;y_3=0; error_1=0;error_2=0; ei=0; for k=1:1:400 time(k)=k*ts;
    %Linear model yout(k)=-den(2)*y_1+num(2)*u_5; kp=0.36;kd=14;ki=0.0021; rin(k)=1.0*sign(sin(0.00025*2*pi*k*ts)) ; end figure(1); plot(time,rin,'r',time,yout,'b'); xlabel('time(s)');ylabel('rin,yout'); figure(2); plot(time,u,'r'); xlabel('time(s)');ylabel('u'); error(k)=rin(k)-yout(k); ei=ei+error(k)*ts; gama=0.50; Td=kd/kp; Ti=0.5; c1=gama*Td/(gama*Td+ts); c2=(Td+ts)/(gama*Td+ts); c3=Td/(gama*Td+ts); M=1; if M==1 differential in advance %PID Control with ud(k)=c1*ud_1+c2*yout(k)-c3*y_1 ; u(k)=kp*error(k)+ud(k)+ki*ei; elseif M==2 %Simple PID Control u(k)=kp*error(k)+kd*(error(k)-error _1)/ts+ki*ei; end if u(k)>=110 u(k)=110; end if u(k)<=-110 u(k)=-110; end %Update parameters u_5=u_4;u_4=u_3;u_3=u_2;u_2=u_1;u_ 1=u(k); y_3=y_2;y_2=y_1;y_1=yout(k); error_2=error_1; error_1=error(k); 2 不完全微分 PID 算法 Matlab 仿真程序 %PID Controler with Partial differential clear all; close all; ts=20; sys=tf([1],[60,1],'inputdelay',80); dsys=c2d(sys,ts,'zoh'); [num,den]=tfdata(dsys,'v'); u_1=0;u_2=0;u_3=0;u_4=0;u_5=0; ud_1=0; y_1=0;y_2=0;y_3=0; error_1=0; ei=0; for k=1:1:100 time(k)=k*ts; rin(k)=1.0; %Linear model yout(k)=-den(2)*y_1+num(2)*u_5; error(k)=rin(k)-yout(k); %PID Controller with partly differential ei=ei+error(k)*ts; kc=0.30; ki=0.0055; TD=140;
    kd=kc*TD/ts; Tf=180; Q=tf([1],[Tf,1]); Filter %Low Freq Signal M=2; if M==1 %Using PID with Partial differential 加在简单PID 后的不完全微 分 alfa=Tf/(ts+Tf); u(k)=alfa*u_1+(1-alfa)*(kc*error(k) +kd*(error(k)-error_1)+ki*ei); u_1=u(k); elseif M==2 %Using PID with Partial differential 只加在微分环节上的 不完全微分 alfa=Tf/(ts+Tf); ud(k)=kd*(1-alfa)*(error(k)-error_1) +alfa*ud_1; u(k)=kc*error(k)+ud(k)+ki*ei; ud_1=ud(k); elseif M==3 %Using Simple PID 简 单的 PID 微分 u(k)=kc*error(k)+kd*(error(k)-error _1)+ki*ei; end %Restricting the output of controller 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_ 1=u(k); y_3=y_2;y_2=y_1;y_1=yout(k); error_1=error(k); end figure(1); plot(time,rin,'b',time,yout,'r'); xlabel('time(s)');ylabel('rin,yout'); figure(2); plot(time,u,'r'); xlabel('time(s)');ylabel('u'); figure(3); plot(time,rin-yout,'r'); xlabel('time(s)');ylabel('error'); figure(4); bode(Q,'r'); dcgain(Q); C 语言 PID 演示程序 #include #include typedef struct PID{ double Command; //输入指令 double Proportion; double Integral; double Derivative; double preErr; double sumErr; }PID; //比例系数 //积分系数 //微分系数 //前一拍误差 //误差累积 PIDCale(PID *p,double double feedback) { // 当 前 double dErr,Err; Err=p->Command-feedback; 误差 p->sumErr+=Err; dErr=Err-p->preErr; p->preErr=Err; return(p->Proportion*Err +p->Derivative*dErr +p->Integral*p->sumErr); //误差累加 //误差微分 //比例项 //微分项 //积分项 void PIDInit(PID *p) { memset(p,0,sizeof(PID)); //初始化 } } typedef struct motor{ double lastY; 3
    double preY; double lastU; double preU; }motor; void motorInit(motor *m) { memset(m,0,sizeof(motor)); } double motorCal(motor *m,double u) { double y=1.9753*m->lastY-0.9753*m->preY+0. 00003284*u+0.00006568*m->lastU+0.0 0003284*m->preU;//二阶系统 m->preY=m->lastY; m->lastY=y; m->preU=m->lastU; m->lastU=u; return y; } void main() { FILE *fp=fopen("data.txt","w+"); PID sPID; motor m_motor; int k=0; double u; double y=0; PIDInit(&sPID); sPID.Proportion=2; sPID.Derivative=1; sPID.Integral=0.00001; sPID.Command=10; motorInit(&m_motor); while(k<=1000) { • fprintf(fp,"%d 设定值=%f 被控量=%f 偏差=%f 控 制 量 =%f\n",k,sPID.Command,y,sPID. Command-y,u); u=PIDCale(&sPID,y); y=motorCal(&m_motor,u); k++; } printf("%f\n",y); fclose(fp); } 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 int SetPoint // // // // // // 设定值 int Proportion; Proportion 比例系数 Integral; Integral 积分系数 int int Derivative; Derivative 微分系数 int LastError; Error[-1] 前一拍误差 int PreError; Error[-2] 前两拍误差 } PID; main() { PID vPID; //定义结构变量名 PIDInit ( &vPID ); //Initialize Structure 4
    = 10; vPID.Proportion = 10; //Set PID Coefficients vPID.Integral // Set PID Integral vPID.Derivative = 10; // Set PID Derivative vPID. SetPoint = //根据实际情况设定 while(1) { Verror=Measure(); //得到 AD 的输出值 Error =vPID. SetPoint- Verr //与设定值比较，得到误差值 tempi=PIDCal(&vPID, Error; laser.Value+=tempi; // Value 与 Num[2]为共同体，共同 体名 laser LASERH=laser.Num[0]; LASERL=laser.Num[1]; or; } } Integral=0 LastError=0 /////////////////////////////////////////////////////////// //////////// //Title:PID 参数初始化 //Description: Proportion="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,0,sizeof(PID)); // 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)； //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 Error)+pp->PreError; //增量计算 templ=pp->Proportion*pError + pp->Integral*iError+pp->Derivative* dError; //增量 //存储误差用于下次运算 pp->PreError = pp->LastError; pp->LastError = ThisError; return ((int)(templ>>8)); //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。 } 5
    6
    分享到：
    赞 收藏

    相关推荐

    资料库

    后端

    共收录2142份资料，累计10个分类，关注成员有19位，主要包括：Perl,Docker,Delphi,VB,PHP,Java,C,C#,Python,C++

    热门标签

    Perl Docker Delphi VB PHP Java C C# Python C++

    最新资料