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基于AVR ATMega16 的PID 控制算法程序

作者： 時(shí)間：2016-11-18 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
最近由于有些時(shí)間，于是想起了做一個(gè)PID設(shè)計(jì)，在網(wǎng)上收集了不少關(guān)于PID控制的理論，于是計(jì)劃用mega16L做一個(gè)PID測(cè)試程序，發(fā)現(xiàn)一些意想不到的誤差，不知各位同仁是否有遇到與我的類似的現(xiàn)象：我定義了一個(gè)PID結(jié)構(gòu)體，在初始化的時(shí)候無法把每個(gè)元素的初始化值設(shè)置為0（見下面的仿真圖），而且，PID結(jié)構(gòu)體中的部分參數(shù)是應(yīng)該不變的，在整個(gè)PID運(yùn)算中，但是不應(yīng)該變化的參數(shù)卻在PID運(yùn)算發(fā)生了變化，不知道是什么原因，到現(xiàn)在也無法查出原因。有興趣的朋友可以一起參與討論或有經(jīng)驗(yàn)的朋友 給與相關(guān)幫助，謝謝！
詳細(xì)的代碼和仿真情況如下：（我的硬件系統(tǒng)是本站的min Mega16/32 + JTAG ICE）
  1. #include "config.h"
  3. struct _PID
  4. {
  5. float PVn; //反饋信號(hào)變量
  6. float SPn; //設(shè)定值
  7. float Mn; //PID運(yùn)算結(jié)果
  8. float Kc; //比例系數(shù)
  9. float Ts; //采樣時(shí)間（ms）
  10. float Ti; //積分時(shí)間（ms）
  11. float Td; //微分時(shí)間（ms）
  12. float Mx; //積分項(xiàng)調(diào)整參數(shù)
  13. float PVn_1;//前一次反饋?zhàn)兞?/li>
  14. float MPn; //比例項(xiàng)的結(jié)果值
  15. float MIn; //積分項(xiàng)的結(jié)果值
  16. float MDn; //微分項(xiàng)的結(jié)果值
  17. };
  19. struct _PID *myPID;
  20. void init_myPID(void);
  21. void init_ports(void);
  22. void init_device(void);
  23. float MPn_value(struct _PID *PID);
  24. float MIn_value(struct _PID *PID);
  25. float MDn_value(struct _PID *PID);
  26. float Mx_value(struct _PID *PID);
  27. float Mn_value(struct _PID *PID);
  30. void main (void)
  31. {
  32. init_device();
  33. init_myPID();
  35. myPID->SPn = 155.5;
  36. myPID->Kc = 13.2;
  37. myPID->Ts = 0.2;
  38. myPID->Ti = 600.0;
  39. myPID->Td = 0.0;
  40. myPID->PVn = 108.2;
  43. while(1)
  44. {
  45. myPID->MPn = MPn_value(myPID);
  46. myPID->MDn = MDn_value(myPID);
  47. myPID->Mx = Mx_value(myPID);
  48. myPID->MIn = MIn_value(myPID);
  49. myPID->Mn = Mn_value(myPID);
  50. myPID->PVn_1 = myPID->PVn;
  51. }
  53. }
  55. /******************************************************************************/
  56. void init_myPID(void)
  57. {
  58. myPID->PVn = 0.0;
  59. myPID->SPn = 0.0;
  60. myPID->Mn = 0.0;
  61. myPID->Kc = 0.0;
  62. myPID->Ts = 0.0;
  63. myPID->Ti = 0.0;
  64. myPID->Td = 0.0;
  65. myPID->Mx = 0.0;
  66. myPID->PVn_1 = 0.0;
  67. myPID->MPn = 0.0;
  68. myPID->MIn = 0.0;
  69. myPID->MDn = 0.0;
  70. }
  72. //------------------------------------------------------------------------------
  73. void init_ports(void)
  74. {
  75. PORTA = 0x00; //If ADC Function was be used,the PORTA could`t set bit 1
  76. DDRA = 0x00; //the port set input mode.
  77. PORTB = 0x00;
  78. DDRB = 0x00;
  79. PORTC = 0x00; //m103 output only
  80. DDRC = 0x00;
  81. PORTD = 0x00;
  82. DDRD = 0x00;
  83. }
  85. //------------------------------------------------------------------------------
  86. void init_device(void)
  87. {
  88. CLI();
  89. init_ports();
  90. MCUCR = 0x00; //Set Power control(State:Close)
  91. GICR = 0x00; //Set boot guide(State:Close).
  92. SEI(); //re-enable interrupts
  93. //all peripherals are now initialized
  94. }
  97. // 計(jì)算 比例項(xiàng)的值
  98. //------------------------------------------------------------------------------
  99. float MPn_value(struct _PID *PID)
  100. {
  101. float myMPn = 0.0;
  102. myMPn = PID->Kc *( PID->SPn - PID->PVn);
  103. return myMPn;
  104. }
  106. //計(jì)算積分項(xiàng)的值
  107. //------------------------------------------------------------------------------
  108. float MIn_value(struct _PID *PID)
  109. {
  110. float myMIn = 0.0;
  111. myMIn = PID->Kc*(PID->Ts/PID->Ti)*(PID->SPn - PID->PVn) + PID->Mx;
  112. return myMIn;
  113. }
  116. //計(jì)算微分項(xiàng)的值
  117. //------------------------------------------------------------------------------
  118. float MDn_value(struct _PID *PID)
  119. {
  120. float myMDn = 0.0;
  121. myMDn = PID->Kc * (PID->Td/PID->Ts) * (PID->PVn_1 - PID->PVn);
  122. return myMDn;
  123. }
  125. //計(jì)算PID的結(jié)果
  126. //------------------------------------------------------------------------------
  127. float Mn_value(struct _PID *PID)
  128. {
  129. float myMn = 0.0;
  130. myMn = PID->MPn + PID->MIn + PID->MDn;
  131. return myMn;
  132. }
  134. //計(jì)算積分項(xiàng)的調(diào)整值
  135. //------------------------------------------------------------------------------
  136. float Mx_value(struct _PID *PID)
  137. {
  138. float myMx = 0.0;
  139. if(PID->Mn > 1.0)
  140. {
  141. myMx = 1.0 - (PID->MPn + PID->MDn);
  142. }
  143. else if(PID->Mn < 0.0)
  144. {
  145. myMx = -(PID->MPn + PID->MDn);
  146. }
  147. return myMx;
  148. }

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/201611/315722.htm

運(yùn)行到PID初始化函數(shù)：void init_myPID(void)時(shí)的仿真結(jié)果如下：無法全部初始化為0

運(yùn)行到：
myPID->SPn = 155.5;
myPID->Kc = 13.2;
myPID->Ts = 0.2;
myPID->Ti = 600.0;
myPID->Td = 0.0;
myPID->PVn = 108.2;

重新賦值后，部分參數(shù)Ts并不為0.2

關(guān)鍵詞： AVRATMega16PID控制算

評(píng)論


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