C 语言实现增量式PID

一直以来，pid都是控制领域的经典算法，之前尝试理解了很久，但还是一知半解，总是不得要领，昨天模仿着别人的代码写了一个增量式pid的代码。

我的理解就是pid其实就是对你设置的预定参数进行跟踪。在控制领域，他先采集目前的实时参数，与设定的参数进行比较，计算出误差，然后进行积分微分运算，计算出控制器需要的增量（正负），

然后与实际参数相加，使他尽可能的接近设定值 。没有D参数的称为PI控制器，也比较常用。具体公式其实不理解也没关系，只要对照着差分方程，写出相应的算法即可，然后上网查查pid调节的经验。

程序中的count为需要计算的次数，有兴趣的读者可以尝试着修改一下这个数值，当count值为100的时候，你会发现他最后迭代的值并不是设定值200.0.而是一个比他小的数，

这是因为100次计算并不能使他达到设定值，毕竟我们设置的初始实际值为0，要让0直接跟踪到200需要一段跳跃时间。这个跳跃时间并不是100计算就能达到的；可以尝试几次试试。

当然实际控制领域应用的时候，并没有这个count，他会一直进行 动态运算，使实际值一直保持在设定值附近。

找到最适的pid参数。

//实现增量式PID算法

#include "stdio.h"
void pid_init();//PID参数初始化
float pid_realise(float speed);//实现PID算法

struct {
float set_speed;//设定速度
float actual_speed;//实际速度
float error;//偏差
float error_next;//上一个偏差
float error_last;//上上一个偏差
float kp,ki,kd;//定义比例，积分，微分参数

}pid;

int main()
{
pid_init();
int count = 0;
while(count<400)//进行400次 PID 运算，使初始值从0开始接近200.0
{
float speed = pid_realise(200.0);//设定值设定为200.0
printf("%f\n",speed);//输出每一次PID 运算后的结果
count++;
}
}

void pid_init()
{
pid.set_speed = 0.0;
pid.actual_speed = 0.0;
pid.error = 0.0;
pid.error_next = 0.0;
pid.error_last = 0.0;
//可调节PID 参数。使跟踪曲线慢慢接近阶跃函数200.0 //
pid.kp = 0.2;
pid.ki = 0.01;
pid.kd = 0.2;
}

float pid_realise(float speed)//实现pid
{
pid.set_speed = speed;//设置目标速度
pid.error = pid.set_speed - pid.actual_speed;
float increment_speed;//增量

increment_speed = pid.kp*(pid.error-pid.error_next)+pid.ki*pid.error+\
pid.kd*(pid.error-2*pid.error_next+pid.error_last);//增量计算公式

pid.actual_speed+= increment_speed;
pid.error_last = pid.error_next;//下一次迭代
pid.error_next = pid.error;
return pid.actual_speed;

}