PID控制算法的C语言实现（一）

PID算法原理

      最近几天开通了我的博客，想总结一下本身的大学生活，一时间竟不知从何下手，冥想半天，最终决定仍是从PID开始吧，毕竟比较简单，也是控制的基础，更是编程的精髓。

      在工业应用中，PID及其衍生算法是应用最广的算法之一，能够说是当之无愧的万能算法，若是可以熟练掌握PID算法的设计与实现过程，对于通常的研发人员来说，应该是可以应对最基本的研发问题了；在我目前所接触到的算法当中,PID算法能够说是最简单最能体现反馈思想的控制算法了。咱们先看下PID控制算法的通常形式：

                           

    PID 的控制流程简单到了不能再简单的程度，经过偏差信号控制被控量，而控制器自己就是比例、积分、微分三个环节的加和。这里咱们规定（在 t 时刻）：

    1.输入量为 rin(t);
    2.输出量为 rout(t);
    3.误差量为 err(t)=rin(t)-rout(t);
    pid 的控制规律为：

    理解一下这个公式，主要从下面几个问题着手，为了便于理解，把控制环境具体一下：

   1.规定这个流程是用来为直流电机调速的;
   2.输入量 rin(t)为电机转速预约值;
   3.输出量 rout(t)为电机转速实际值;
   4.执行器为直流电机;
   5.传感器为光电码盘，假设码盘为 10 线;
   6.直流电机采用 PWM 调速 转速用单位  转 /min 表示;

由PID算法的控制流程图及通常公式，能够得出如下结论：

  1.输入量 rin（t）为电机转速预约值（转/min）;
  2. 输出量 rout(t)为电机转速实际值（转/min）;
  3.误差量为预约值和实际值之差（转/min）;

补充说明：

      1. 反馈控制的原理：经过上述的PID框图能够看出，PID 控制实际上是对误差量的控制过程;
      2. 若是误差为 0,则比例环节不起做用，只有存在误差时，比例环节才起做用。
      3. 积分环节主要是用来消除静差，所谓静差，就是系统稳定后输出值和设定值之间的差值，积分环节实际上就是误差累计的过程，把累计的偏差加到原有系统上以抵消系统形成的静差。
     4. 而微分信号则反应了误差信号的变化规律，或者说是变化趋势，根据误差信号的变化趋势来进行超前调节，从而增长了系统的快速性。

以上是我对PID控制算法的最基本原理的理解，但愿你们可以多多提意见，我必定会尽快改正。