就增量式PID的函数进行编写

首先，就增量式PID的函数进行编写：

头文件，全局变量与宏定义如下：

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

#define value 1400.0

首先定义结构体pid的相关内容，后面将根据PID里面的相关参数进行修改调整，观察波形情况。

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;

将PID结构体中的参数进行初始化设置，其中的参数是我经过调整后的参数

void pid_init()
{
    pid.set_speed = 0;
    pid.actual_speed = 10000.0;//原始值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 = 0.33333;//原始值0.2
    pid.ki = 0.2111;//原始值0.1
    pid.kd = 0.1;//原始值0.3
}

接下来实现PID实现的过程函数：

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

接着就是主函数，主函数这里将进行设置，逻辑如下：初始化参数，进行运算，运算次数设置为400次，可以提高，因为调整后的参数，后面又有break可以跳出while循环因此不需要在意这里，接下来就是不断判断期望值与实际值误差书否在5以内

int main()
{ int count = 1;
 int num = 0;
 int type;
   pid_init();
   while(count<400)//进行400次 PID 运算可以提高，使初始值从0开始接近200.0   
   {
       float speed = pid_realise(value);//设定值设定为200.0
 type=abs(speed-value);
 printf("%f\n",speed);//
 if( type <= 5)    ///判断每次的误差是否在5以内
 {
       num++;
  if(num==6)
  {
    printf("run number is %d\r\n",count);
    break;
  }
  else count++;
 }
 else count++;
   }
}

运行函数之后得到如下图所示的曲线，可以看到，假设单位阶跃相应的过程中期望值发生改变，假设初始值为7000，要调整到理想值按照当前参数大约需要47次变换。

审核编辑：汤梓红