新聞中心

EEPW首頁 > 嵌入式系統(tǒng) > 設計應用 > 基于AVR ATMega16 的PID 控制算法程序

基于AVR ATMega16 的PID 控制算法程序

作者： 時間：2016-11-18 來源：網(wǎng)絡 收藏
最近由于有些時間，于是想起了做一個PID設計，在網(wǎng)上收集了不少關于PID控制的理論，于是計劃用mega16L做一個PID測試程序，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PID結構體，在初始化的時候無法把每個元素的初始化值設置為0（見下面的仿真圖），而且，PID結構體中的部分參數(shù)是應該不變的，在整個PID運算中，但是不應該變化的參數(shù)卻在PID運算發(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)驗的朋友 給與相關幫助，謝謝！
詳細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; //反饋信號變量
  6. float SPn; //設定值
  7. float Mn; //PID運算結果
  8. float Kc; //比例系數(shù)
  9. float Ts; //采樣時間（ms）
  10. float Ti; //積分時間（ms）
  11. float Td; //微分時間（ms）
  12. float Mx; //積分項調整參數(shù)
  13. float PVn_1;//前一次反饋變量
  14. float MPn; //比例項的結果值
  15. float MIn; //積分項的結果值
  16. float MDn; //微分項的結果值
  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. // 計算 比例項的值
  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. //計算積分項的值
  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. //計算微分項的值
  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. //計算PID的結果
  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. //計算積分項的調整值
  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://2s4d.com/article/201611/315722.htm

運行到PID初始化函數(shù)：void init_myPID(void)時的仿真結果如下：無法全部初始化為0

運行到：
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

評論


技術專區(qū)

關閉