基于AVR ATMega16 的PID 控制算法程序-电子工程世界

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最近由于有些时间，于是想起了做一个PID设计，在网上收集了不少关于PID控制的理论，于是计划用mega16L做一个PID测试程序，发现一些意想不到的误差，不知各位同仁是否有遇到与我的类似的现象：我定义了一个PID结构体，在初始化的时候无法把每个元素的初始化值设置为0（见下面的仿真图），而且，PID结构体中的部分参数是应该不变的，在整个PID运算中，但是不应该变化的参数却在PID运算发生了变化，不知道是什么原因，到现在也无法查出原因。有兴趣的朋友可以一起参与讨论或有经验的朋友给与相关帮助，谢谢！
详细的代码和仿真情况如下：（我的硬件系统是本站的min Mega16/32 + JTAG ICE）

#include "config.h"
struct _PID
{
float PVn; //反馈信号变量
float SPn; //设定值
float Mn; //PID运算结果
float Kc; //比例系数
float Ts; //采样时间（ms）
float Ti; //积分时间（ms）
float Td; //微分时间（ms）
float Mx; //积分项调整参数
float PVn_1;//前一次反馈变量
float MPn; //比例项的结果值
float MIn; //积分项的结果值
float MDn; //微分项的结果值
};
struct _PID *myPID;
void init_myPID(void);
void init_ports(void);
void init_device(void);
float MPn_value(struct _PID *PID);
float MIn_value(struct _PID *PID);
float MDn_value(struct _PID *PID);
float Mx_value(struct _PID *PID);
float Mn_value(struct _PID *PID);
void main (void)
{
init_device();
init_myPID();
myPID->SPn = 155.5;
myPID->Kc = 13.2;
myPID->Ts = 0.2;
myPID->Ti = 600.0;
myPID->Td = 0.0;
myPID->PVn = 108.2;
while(1)
{
myPID->MPn = MPn_value(myPID);
myPID->MDn = MDn_value(myPID);
myPID->Mx = Mx_value(myPID);
myPID->MIn = MIn_value(myPID);
myPID->Mn = Mn_value(myPID);
myPID->PVn_1 = myPID->PVn;
}
}
/******************************************************************************/
void init_myPID(void)
{
myPID->PVn = 0.0;
myPID->SPn = 0.0;
myPID->Mn = 0.0;
myPID->Kc = 0.0;
myPID->Ts = 0.0;
myPID->Ti = 0.0;
myPID->Td = 0.0;
myPID->Mx = 0.0;
myPID->PVn_1 = 0.0;
myPID->MPn = 0.0;
myPID->MIn = 0.0;
myPID->MDn = 0.0;
}
//------------------------------------------------------------------------------
void init_ports(void)
{
PORTA = 0x00; //If ADC Function was be used,the PORTA could`t set bit 1
DDRA = 0x00; //the port set input mode.
PORTB = 0x00;
DDRB = 0x00;
PORTC = 0x00; //m103 output only
DDRC = 0x00;
PORTD = 0x00;
DDRD = 0x00;
}
//------------------------------------------------------------------------------
void init_device(void)
{
CLI();
init_ports();
MCUCR = 0x00; //Set Power control(State:Close)
GICR = 0x00; //Set boot guide(State:Close).
SEI(); //re-enable interrupts
//all peripherals are now initialized
}
// 计算比例项的值
//------------------------------------------------------------------------------
float MPn_value(struct _PID *PID)
{
float myMPn = 0.0;
myMPn = PID->Kc *( PID->SPn - PID->PVn);
return myMPn;
}
//计算积分项的值
//------------------------------------------------------------------------------
float MIn_value(struct _PID *PID)
{
float myMIn = 0.0;
myMIn = PID->Kc*(PID->Ts/PID->Ti)*(PID->SPn - PID->PVn) + PID->Mx;
return myMIn;
}
//计算微分项的值
//------------------------------------------------------------------------------
float MDn_value(struct _PID *PID)
{
float myMDn = 0.0;
myMDn = PID->Kc * (PID->Td/PID->Ts) * (PID->PVn_1 - PID->PVn);
return myMDn;
}
//计算PID的结果
//------------------------------------------------------------------------------
float Mn_value(struct _PID *PID)
{
float myMn = 0.0;
myMn = PID->MPn + PID->MIn + PID->MDn;
return myMn;
}
//计算积分项的调整值
//------------------------------------------------------------------------------
float Mx_value(struct _PID *PID)
{
float myMx = 0.0;
if(PID->Mn > 1.0)
{
myMx = 1.0 - (PID->MPn + PID->MDn);
}
else if(PID->Mn < 0.0)
{
myMx = -(PID->MPn + PID->MDn);
}
return myMx;
}

基于AVR ATMega16 的PID 控制算法程序 - 风雨里 - 风雨里的博客

运行到PID初始化函数：void init_myPID(void)时的仿真结果如下：无法全部初始化为0

运行到：
myPID->SPn = 155.5;
   myPID->Kc = 13.2;
   myPID->Ts = 0.2;
   myPID->Ti = 600.0;
   myPID->Td = 0.0;
   myPID->PVn = 108.2;

重新赋值后，部分参数Ts并不为0.2

关键字：AVR ATMega16 PID 控制算法引用地址：基于AVR ATMega16 的PID 控制算法程序

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