單片機pid演算法教程

『壹』 怎樣用PID演算法對恆溫箱的溫度進行控制，求相關的51單片機匯編程序

本設計要求：本溫度控制系統為以單片機為核心，實現了對溫度實時監測和控制，實現了控制的智能化。設計恆溫箱溫度控制系統，配有溫度感測器，採用DS18B20數字溫度感測器，無需數模擬∕數字轉換，可直接與單片機進行數字傳輸，採用了PID控制技術，可以使溫度保持在要求的一個恆定范圍內，配有鍵盤，用於輸入設定溫度；配有數碼管LED用來顯示溫度。
技術參數和設計任務：
1、利用單片機AT89C2051實現對溫度的控制，實現保持恆溫箱在最高溫度為110℃。
2、可預置恆溫箱溫度，烘乾過程恆溫控制，溫度控制誤差小於±2℃。
3、預置時顯示設定溫度，恆溫時顯示實時溫度，採用PID控制演算法顯示精確到0.1℃。
4、溫度超出預置溫度±5℃時發出聲音報警。
5、對升、降溫過程沒有線性要求。
6、溫度檢測部分採用DS18B20數字溫度感測器，無需數模擬∕數字轉換，可直接與單片機進行數字傳輸
7、人機對話部分由鍵盤、顯示和報警三部分組成，實現對溫度的顯示、報警。
需要的話聯系用戶名扣扣

『貳』 單片機加pid演算法去控制步進電機的具體措施或方法

//P1.1(T0):Count They Distance
//P0.4:Tx
//P0.5:Rx
#include <C8051F310.h> //SFR declarations
#include <stdio.h> //Standard I/O definition file
#include <math.h> //Math library file
#include <Intrins.h>
#include <absacc.h>

unsigned int j,i;
char a=0;
unsigned int t=0;

//sbit led=P0^2;
//P0.0(PWM0):給定左輪速度.
sbit vls=P0^4; //P0.4(GPIO):給定左輪方向.
sbit vlf=P0^6; //P0.6(T0) :反饋左輪速度.
sbit dlf=P1^0; //P1.0(GPIO):反饋左輪方向.

//P0.2(PWM0):給定右輪速度.
sbit vrs=P0^5; //P0.5(GPIO):給定右輪方向.
sbit vrf=P0^7; //P0.7(T0) :反饋右輪速度.
sbit drf=P1^1; //P1.1(GPIO):反饋右輪方向.

int ol; //左輪給定值
int len;
int len_1,len_2;
int lyn_1,lyn_2;
int vl1,vl2; //反饋左輪速度值(取樣周期內的方波數)
int lfz; //運算後賦給PWM的值

int lyn,lynn;
int lun=0,lun_1=0; //偏差校正值 即校正PWM輸出
int lunp,luni,lund; //PID 校正值

int or; //右輪給定值
int ren;
int ren_1,ren_2;
int ryn_1,ryn_2;
int vr1,vr2; //反饋右輪速度值(取樣周期內的方波數)
int rfz; //運算後賦給PWM的值

int ryn,rynn;
int run=0,run_1=0; //偏差校正值 即校正PWM輸出
int runp,runi,rund; //PID 校正值

float kp=2.0; //比例系數1.8
float kd=0.2; //微分系數0.4
float lki; //積分系數

void pio_init(void);
void sys_init(void);
void t01_init(void);
void TIME3_INT(void);
void PID(void);
void interrupt_init(void);
void delay(unsigned int x);
void pwm1_1(void);

void main(void)
{
PCA0MD &= ~0x40; //關閉
pio_init(); //P11為測距輸入端
sys_init();
t01_init();
pwm1_1();
TIME3_INT();
interrupt_init();

vls=1;vrs=0;
while(1)
{

ol=50;
or=50;
delay(1000);

ol=100;
or=100;
delay(1000);

ol=-50;
or=50;
delay(1000);

}

}

void PID(void)
{
/****************左輪PID調節******************/
if(dlf==1)
{
lyn=(vl2*256+vl1); //dlf是左輪反饋方向，0表示向前 vl=TL0
}
else
{
lyn=-(vl2*256+vl1); //dlf=1表示是向後退，速度應該為負值
}

len=ol-lyn; //誤差=給定速度-反饋速度(取樣周期內的方波數)

if(abs(len)<8)//30
{
lki=1.4; //ki值的確定1.4
}
else
{
lki=0.05; //積分系數：如果 | 給定值-反饋值 | 太大
} //則就可以不引入積分，或者引入的很小0.05

lunp=kp*(len-len_1); //比例校正
luni=lki*len; //積分校正
lund=kd*(len-2*len_1+len_2); //微分校正

lun=lunp+luni+lund+lun_1; //總校正

/*************新舊數據更新*************************/
len_2=len_1;
len_1=len; //len:當前取樣周期內出現的速度偏差;len_1:上次取樣周期內出現的速度偏差
lun_1=lun; //lun:當前取樣周期內得出的PWM校正值;lun_1:上次取樣周期內得出的PWM校正值
/*************新舊數據更新*************************/

if(lun>255)
{
lun=255; //正速度
}
if(lun<-255)
{
lun=-255; //負速度
}
if(lun<0)

{
vls=1;
PCA0CPH0=-lun;
}

if(lun>=0)
{
vls=0;
PCA0CPH0=lun;
}

/****************右輪PID調節******************/
if(drf==0)
{
ryn=(vr2*256+vr1); //drf是右輪反饋方向，0表示向前 vl=TL0
}
else
{
ryn=-(vr2*256+vr1); //dlf=1表示是向後退，速度應該為負值
}

ren=or-ryn; //誤差=給定速度-反饋速度(取樣周期內的方波數)

if(abs(ren)<8)//30
{
lki=1.4; //ki值的確定1.4
}
else
{
lki=0.05; //積分系數：如果 | 給定值-反饋值 | 太大
} //則就可以不引入積分，或者引入的很小0.05

runp=kp*(ren-ren_1); //比例校正
runi=lki*ren; //積分校正
rund=kd*(ren-2*ren_1+ren_2); //微分校正

run=runp+runi+rund+run_1; //總校正

/*************新舊數據更新*************************/
ren_2=ren_1;
ren_1=ren; //len:當前取樣周期內出現的速度偏差;len_1:上次取樣周期內出現的速度偏差
run_1=run; //lun:當前取樣周期內得出的PWM校正值;lun_1:上次取樣周期內得出的PWM校正值
/*************新舊數據更新*************************/

if(run>255)
{
run=255; //正速度
}
if(run<-255)
{
run=-255; //負速度
}
if(run<0)

{
vrs=1;
PCA0CPH1=-run;
}

if(run>=0)
{
vrs=0;
PCA0CPH1=run;
}
//因為這里的PCA0CPH0越大，對應的電機速度越小，所以要255來減一下
}

void pio_init(void)
{
XBR0=0x00; //0000 0001
XBR1=0x72; //0111 0010 時能弱上拉 T0T1連接到腳口P06、P07 CEX0、CEX1連接到腳口P00、P01

P0MDIN=0xff; //模擬(0);數字(1) 1111 0011
P0MDOUT=0xc3;//開漏(0);推挽(1) 1111 1111
P0SKIP=0x3c; //0011 1100

P1MDIN=0xff; //1111 1111
P1MDOUT=0xfc;//
P1SKIP=0x00; //1111 1111

}

void sys_init(void) //12MHz
{
OSCICL=0x43;
OSCICN=0xc2;
CLKSEL=0x00;

}

void pwm1_1(void) //PWM的初始化
{
PCA0MD=0x08; //PCA時鍾為12分頻

PCA0CPL0=200; //左輪
PCA0CPM0=0x42; //設置左輪為8位PWM輸出
PCA0CPH0=200;

PCA0CPL1=200; //平衡校正
PCA0CPM1=0x42; //設置為8位PWM輸出
PCA0CPH1=200;

PCA0CN=0x40; //允許PCA工作
}

void t01_init(void)
{
TCON=0x50; //計數器1、2允許
TMOD=0x55; //定時器1、2採用16位計數功能
CKCON=0x00;

TH1=0x00; //用於採集左輪的速度
TL1=0x00;

TH0=0x00; //用於採集右輪的速度
TL0=0x00;
}

void TIME3_INT(void)
{
TMR3CN = 0x00; //定時器3為16位自動重載
CKCON &= ~0x40;

TMR3RLL = 0xff;
TMR3RLH = 0xd7;
TMR3L = 0xff;
TMR3H = 0xd7;

TMR3CN |= 0x04;
}

void T3_ISR() interrupt 14 //定時器3中斷服務程序
{
//led=~led;
EA=0;
TCON &=~0x50; //關閉計數器0、1

vl1=TL0; //取左輪速度值
vl2=TH0;

vr1=TL1; //取右輪速度值
vr2=TH1;

TH1=0x00;
TL1=0x00;

TH0=0x00;
TL0=0x00;

PID(); //PID處理

TMR3CN &=~0x80; //清中斷標志位
TCON |=0x50; //重新開計數器0、1
EA=1;
}

void interrupt_init(void)
{ IE=0x80;
IP=0x00;
EIE1|=0x80;
EIP1|=0x80;

}

void delay(unsigned int m) //延時程序
{
for(i=0;i<2000;i++)
{
for(j=0;j<m;j++){_nop_(); _nop_();}
}
}

『叄』 一文搞懂PID控制演算法

PID演算法是工業應用中最廣泛演算法之一，在閉環系統的控制中，可自動對控制系統進行准確且迅速的校正。PID演算法已經有100多年歷史，在四軸飛行器，平衡小車、汽車定速巡航、溫度控制器等場景均有應用。

之前做過循跡車項目，簡單循跡搖擺幅度較大，效果如下所示：

PID演算法優化後，循跡穩定性能較大提升，效果如下所示：

PID演算法：就是「比例（proportional）、積分（integral）、微分（derivative）」，是一種常見的「保持穩定」控制演算法。

常規的模擬PID控制系統原理框圖如下所示：

因此可以得出e(t)和u(t)的關系：

其中：

Kp：比例增益，是調適參數；

Ki：積分增益，也是調適參數；

Kd：微分增益，也是調適參數；

e：誤差=設定值（SP）- 回授值（PV）；

t：目前時間。

數學公式可能比較枯燥，通過以下例子，了解PID演算法的應用。

例如，使用控制器使一鍋水的溫度保持在50℃，小於50℃就讓它加熱，大於50度就斷電不就行了？

沒錯，在要求不高的情況下，確實可以這么干，如果換一種說法，你就知道問題出在哪裡了。

如果控制對象是一輛汽車呢？要是希望汽車的車速保持在50km/h不動，這種方法就存在問題了。

設想一下，假如汽車的定速巡航電腦在某一時間測到車速是45km/h，它立刻命令發動機：加速！

結果，發動機那邊突然來了個100%全油門，嗡的一下汽車急加速到了60km/h，這時電腦又發出命令：剎車！結果乘客吐......

所以，在大多數場合中，用「開關量」來控制一個物理量就顯得比較簡單粗暴了，有時候是無法保持穩定的，因為單片機、感測器不是無限快的，採集、控制需要時間。

而且，控制對象具有慣性，比如將熱水控制器拔掉，它的「余熱」即熱慣性可能還會使水溫繼續升高一小會。

此時就需要使用PID控制演算法了。

接著咱再來詳細了解PID控制演算法的三個最基本的參數：Kp比例增益、Ki積分增益、Kd微分增益。

1、Kp比例增益

Kp比例控制考慮當前誤差，誤差值和一個正值的常數Kp（表示比例）相乘。需要控制的量，比如水溫，有它現在的 當前值 ，也有我們期望的 目標值 。

當兩者差距不大時，就讓加熱器「輕輕地」加熱一下。

要是因為某些原因，溫度降低了很多，就讓加熱器「稍稍用力」加熱一下。

要是當前溫度比目標溫度低得多，就讓加熱器「開足馬力」加熱，盡快讓水溫到達目標附近。

這就是P的作用，跟開關控制方法相比，是不是「溫文爾雅」了很多。

實際寫程序時，就讓偏差（目標減去當前）與調節裝置的「調節力度」，建立一個一次函數的關系，就可以實現最基本的「比例」控制了~

Kp越大，調節作用越激進，Kp調小會讓調節作用更保守。

若你正在製作一個平衡車，有了P的作用，你會發現，平衡車在平衡角度附近來回「狂抖」，比較難穩住。

2、Kd微分增益

Kd微分控制考慮將來誤差，計算誤差的一階導，並和一個正值的常數Kd相乘。

有了P的作用，不難發現，只有P好像不能讓平衡車站起來，水溫也控製得晃晃悠悠，好像整個系統不是特別穩定，總是在「抖動」。

設想有一個彈簧：現在在平衡位置上，拉它一下，然後鬆手，這時它會震盪起來，因為阻力很小，它可能會震盪很長時間，才會重新停在平衡位置。

請想像一下：要是把上圖所示的系統浸沒在水裡，同樣拉它一下 ：這種情況下，重新停在平衡位置的時間就短得多。

此時需要一個控製作用，讓被控制的物理量的「變化速度」趨於0，即類似於「阻尼」的作用。

因為，當比較接近目標時，P的控製作用就比較小了，越接近目標，P的作用越溫柔，有很多內在的或者外部的因素，使控制量發生小范圍的擺動。

D的作用就是讓物理量的速度趨於0，只要什麼時候，這個量具有了速度，D就向相反的方向用力，盡力剎住這個變化。

Kd參數越大，向速度相反方向剎車的力道就越強，如果是平衡小車，加上P和D兩種控製作用，如果參數調節合適，它應該可以站起來了。

3、Ki積分增益

Ki積分控制考慮過去誤差，將誤差值過去一段時間和（誤差和）乘以一個正值的常數Ki。

還是以熱水為例，假如有個人把加熱裝置帶到了非常冷的地方，開始燒水了，需要燒到50℃。

在P的作用下，水溫慢慢升高，直到升高到45℃時，他發現了一個不好的事情：天氣太冷，水散熱的速度，和P控制的加熱的速度相等了。

這可怎麼辦？

P兄這樣想：我和目標已經很近了，只需要輕輕加熱就可以了。

D兄這樣想：加熱和散熱相等，溫度沒有波動，我好像不用調整什麼。

於是，水溫永遠地停留在45℃，永遠到不了50℃。

根據常識，我們知道，應該進一步增加加熱的功率，可是增加多少該如何計算呢？

前輩科學家們想到的方法是真的巧妙，設置一個積分量，只要偏差存在，就不斷地對偏差進行積分（累加），並反應在調節力度上。

這樣一來，即使45℃和50℃相差不是太大，但是隨著時間的推移，只要沒達到目標溫度，這個積分量就不斷增加，系統就會慢慢意識到：還沒有到達目標溫度，該增加功率啦！

到了目標溫度後，假設溫度沒有波動，積分值就不會再變動，這時，加熱功率仍然等於散熱功率，但是，溫度是穩穩的50℃。

Ki的值越大，積分時乘的系數就越大，積分效果越明顯，所以，I的作用就是，減小靜態情況下的誤差，讓受控物理量盡可能接近目標值。

I在使用時還有個問題：需要設定積分限制，防止在剛開始加熱時，就把積分量積得太大，難以控制。

PID演算法的參數調試是指通過調整控制參數（比例增益、積分增益/時間、微分增益/時間） 讓系統達到最佳的控制效果 。

調試中穩定性（不會有發散性的震盪）是首要條件，此外，不同系統有不同的行為，不同的應用其需求也不同，而且這些需求還可能會互相沖突。

PID演算法只有三個參數，在原理上容易說明，但PID演算法參數調試是一個困難的工作，因為要符合一些特別的判據，而且PID控制有其限制存在。

1、穩定性

若PID演算法控制器的參數未挑選妥當，其控制器輸出可能是不穩定的，也就是其輸出發散，過程中可能有震盪，也可能沒有震盪，且其輸出只受飽和或是機械損壞等原因所限制。不穩定一般是因為過大增益造成，特別是針對延遲時間很長的系統。

2、最佳性能

PID控制器的最佳性能可能和針對過程變化或是設定值變化有關，也會隨應用而不同。

兩個基本的需求是調整能力（regulation，干擾拒絕，使系統維持在設定值）及命令追隨 （設定值變化下，控制器輸出追隨設定值的反應速度）。有關命令追隨的一些判據包括有上升時間及整定時間。有些應用可能因為安全考量，不允許輸出超過設定值，也有些應用要求在到達設定值過程中的能量可以最小化。

3、各調試方法對比

4、調整PID參數對系統的影響

『肆』 PID控制器演算法

PID的增量型公式：

PID=Uk+KP*【E(k)-E(k-1)】+KI*E(k)+KD*【E(k)-2E(k-1)+E(k-2)】

PID演算法具體分兩種：一種是位置式的 ，一種是增量式的。

位置式PID的輸出與過去的所有狀態有關，計算時要對e（每一次的控制誤差）進行累加，這個計算量非常大，而明顯沒有必要。而且小車的PID控制器的輸出並不是絕對數值，而是一個△，代表增多少，減多少。換句話說，通過增量PID演算法，每次輸出是PWM要增加多少或者減小多少，而不是PWM的實際值。所以明白增量式PID就行了。

PID控制原理：

本系統通過擺桿（輥）反饋的位置信號實現同步控制。收線控制採用實時計算吵寬的實際卷徑值，通過卷徑的變化修正PID前饋量，可以使整個系統准確、穩定運行。

PID系統特點：

1、主驅動電機速度可以通過電位器來控制，把禪櫻S350設置為SVC開環矢量控制，將模擬輸出端子FM設定為運行頻率，從而給定收卷用變頻器的主速度。

2、收卷用S350變頻器的主速度來自放卷（主驅動）的模擬輸出埠。擺桿賀碰叢電位器模擬量

信號通過CI通道作為PID的反饋量。S350的頻率源採用主頻率Ⅵ和輔助頻率源PID疊加的方式。通過調整運行過程PID參數，可以獲得穩定的收放卷效果。

3、本系統啟用邏輯控制和卷徑計算功能，能使系統在任意卷徑下平穩啟動，同時兩組PID參數可確保生產全程擺桿控制效果穩定。

『伍』 如何用PID演算法編程，使單片機通過控制繼電器來實現恆溫功能。

/***********************************************************************
PID溫度控製程序
程序說明：
系統上電後顯示 「--溫度」
表示需要先設定溫度才開始進行溫度檢測
溫度設定完畢後程序才開始進行PID溫控
***********************************************************************/
#include <reg52.h>
#include <absacc.h>
#include"DS18B20.H"
#include"PID.H"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
unsigned char code tab[]=
{
0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xBF
}
;
/*個位0~9的數碼管段碼*/
unsigned char code sao[]=
{
0x7f,0xbf,0xdf,0xef
}
;
//掃描碼
uchar set=30,keyflag=1 ; //set初始化為30° keyflag為進入溫度設定的標志位
//4個按鍵使用說明
sbit key_out=P1^0 ; //用於溫度設定後的退出
sbit key_up=P1^1 ; //設定溫度加
sbit key_down=P1^2 ; //設定溫度減
sbit key_in=P1^3 ; //在程序的運行中如需要重新設定溫度 按下此鍵才能進入設置模式並且此時是停在溫度控制的,按下key_out鍵後才表示設定完畢
void Show_key();
/***********************************************************/
void delays(unsigned char k)
{
unsigned char i,j ;
for(i=0;i<k;i++)
for(j=0;j<50;j++);
}
/*********************************************************
//數碼管顯示函數
P0口 作為數據口
P2口的低四位作為掃描口
變數 x表示掃描
d表示是否要加小數點 為1是 為0不加
y表示傳遞的數值
*********************************************************/
LCD_disp_char(uchar x,bit d,uchar y)
{
P2=0XFF ;
P0=0xFF ;
if(d==0)
P0=tab[y];
else
P0=tab[y]&0x7f ; //與上0x7f表示是否要加小數點
P2=sao[x]; //打開掃描端號

}
/*********************************************************
按鍵掃描
*********************************************************/
void keyscan(void)
{
if(key_in==0) //按鍵進入函數
{
delays(10); //延時消抖 (以下同)
if(key_in==0)
{
while(key_in==0)
{
Show_key(); //如果一直按著鍵不放 就一直顯示在當前狀態 (以下同)
}
keyflag=1 ; //按鍵標志位
}
}
/***********************/
if(key_out==0) //按鍵退出
{
delays(10);
if(key_out==0)
{
while(key_out==0)
{
Show_key();
}
keyflag=0 ;
set_temper=set ;
}
}
/*************************/
if(key_up==0) //設定溫度的加
{
delays(10);
if(key_up==0)
{
while(key_up==0)
{
Show_key();
}
if(keyflag==1)
{
set++;
if(set>90) //如果大於90°就不在加
set=90 ;
}
}
}
/*************************/
if(key_down==0) //溫度設定的減
{
delays(10);
if(key_down==0)
{
while(key_down==0)
{
Show_key();
}
if(keyflag==1)
{
set--;
if(set<30) //溫度減到30°時不在往下減
set=30 ;
}
}
}
}
/*********************************************************************
按鍵按下時的顯示函數
***********************************************************************/
void Show_key()
{
output=1 ;
LCD_disp_char(3,0,10); //顯示 -
delays(3);
LCD_disp_char(2,0,10); //顯示- (表示溫度設定 )
delays(3);
LCD_disp_char(1,0,set/10); //顯示溫度十位
delays(3);
LCD_disp_char(0,0,set%10); //顯示溫度個位
delays(3);
}
/*****************************************************************/
void main()
{
unsigned int tmp ;//聲明溫度中間變數
unsigned char counter=0 ;
PIDBEGIN(); //PID參數的初始化
output=1 ; //關閉繼電器輸出
while(1)
{
keyscan();
if(keyflag)
{
Show_key(); //顯示溫度設定
}
else
{
if(counter--==0)
{
tmp=ReadTemperature();//每隔一段時間讀取溫度值
counter=20 ;
}
LCD_disp_char(3,0,tmp/1000); //顯示溫度十位
delays(3);
LCD_disp_char(2,1,tmp/100%10); //顯示溫度個位
//顯示小數點
delays(3);
LCD_disp_char(1,0,tmp/10%10); //顯示溫度小數後一位
delays(3);
LCD_disp_char(0,0,tmp%10);//顯示溫度小數後二位
delays(3);
P2=0XFF ;
P0=0xff ;
compare_temper(); //比較溫度

}
}
}
/**********************************************************************************************************************************************/
//PID演算法溫控C語言2008-08-17 18:58
#ifndef _PID_H__
#define _PID_H__
#include<intrins.h>
#include<math.h>
#include<string.h>
struct PID
{
unsigned int SetPoint ;
// 設定目標 Desired Value
unsigned int Proportion ;
// 比例常數 Proportional Const
unsigned int Integral ;
// 積分常數 Integral Const
unsigned int Derivative ;
// 微分常數 Derivative Const
unsigned int LastError ;
// Error[-1]
unsigned int PrevError ;
// Error[-2]
unsigned int SumError ;
// Sums of Errors
}
;
struct PID spid ;
// PID Control Structure
unsigned int rout ;
// PID Response (Output)
unsigned int rin ;
// PID Feedback (Input)

sbit output=P1^4;
unsigned char high_time,low_time,count=0 ;
//占空比調節參數
unsigned char set_temper ;
void PIDInit(struct PID*pp)
{
memset(pp,0,sizeof(struct PID)); //PID參數初始化全部設置為0
}
unsigned int PIDCalc(struct PID*pp,unsigned int NextPoint)
{
unsigned int dError,Error ;
Error=pp->SetPoint-NextPoint ;
// 偏差
pp->SumError+=Error ;
// 積分
dError=pp->LastError-pp->PrevError ;
// 當前微分
pp->PrevError=pp->LastError ;
pp->LastError=Error ;
//比例
//積分項
return(pp->Proportion*Error+pp->Integral*pp->SumError+pp->Derivative*dError);
// 微分項
}
/***********************************************************
溫度比較處理子程序
***********************************************************/
void compare_temper()
{
unsigned char i ;
//EA=0;
if(set_temper>temper)
{
if(set_temper-temper>1)
{
high_time=100 ; //大於1°不進行PID運算
low_time=0 ;
}
else
{ //在1°范圍內進行PID運算
for(i=0;i<10;i++)
{
//get_temper();
rin=s;
// Read Input
rout=PIDCalc(&spid,rin); //執行PID運算
// Perform PID Interation
}
if(high_time<=100) //限制最大值
high_time=(unsigned char)(rout/800);
else
high_time=100;
low_time=(100-high_time);
}
}
/****************************************/
else if(set_temper<=temper) //當實際溫度大於設置溫度時
{
if(temper-set_temper>0)//如果實際溫度大於設定溫度
{
high_time=0 ;
low_time=100 ;
}
else
{
for(i=0;i<10;i++)
{
//get_temper();
rin=s ;
// Read Input
rout=PIDCalc(&spid,rin);
// Perform PID Interation
}
if(high_time<100) //此變數是無符號字元型
high_time=(unsigned char)(rout/10000);
else
high_time=0 ;//限制不輸出負值
low_time=(100-high_time);
//EA=1;
}
}
}

/*****************************************************
T0中斷服務子程序，用於控制電平的翻轉 ,40us*100=4ms周期
******************************************************/
void serve_T0()interrupt 1 using 1
{
if(++count<=(high_time))
output=0 ;
else if(count<=100)
{
output=1 ;
}
else
count=0 ;
TH0=0x2f ;
TL0=0xe0 ;
}
void PIDBEGIN()
{

TMOD=0x01 ;
TH0=0x2f ;
TL0=0x40 ;

EA=1 ;
ET0=1 ;
TR0=1 ;

high_time=50 ;
low_time=50 ;
PIDInit(&spid);
// Initialize Structure
spid.Proportion=10 ;
// Set PID Coefficients
spid.Integral=8 ;
spid.Derivative=6 ;
spid.SetPoint=100 ;
// Set PID Setpoint

}
#endif

轉自他人程序。

『陸』 pic單片機pid控制演算法參數整定

我這有51的

#include <stdlib.h>

#include "global_varible.h"

/****************************************************************************
* 模塊名: PID
* 描述: PID調節子程序
* 採用PID-PD演算法。在偏差絕對值大於△e時，用PD演算法，以改善動態品質。
* 當偏差絕對值小於△e時，用PID演算法，提高穩定精度。
* PIDout=kp*e(t)+ki*[e(t)+e(t-1)+...+e(1)]+kd*[e(t)-e(t-1)]
*============================================================================
* 入口: 無
* 出口: 無
* 改變: PID_T_Run=加熱時間控制
*****************************************************************************/
void PID_Math(void)
{
signed long ee1; //偏差一階
//signed long ee2; //偏差二階
signed long d_out; //積分輸出

if(!Flag_PID_T_OK)
return;
Flag_PID_T_OK=0;

Temp_Set=3700; //溫度控制設定值37.00度

PID_e0 = Temp_Set-Temp_Now; //本次偏差
ee1 = PID_e0-PID_e1; //計算一階偏差
//ee2 = PID_e0-2*PID_e1+PID_e2; //計算二階偏差
if(ee1 > 500) //一階偏差的限制范圍
ee1 = 500;
if(ee1 < -500)
ee1 = -500;
PID_e_SUM += PID_e0; //偏差之和
if(PID_e_SUM > 200) //積分最多累計的溫差
PID_e_SUM = 200;
if(PID_e_SUM < -200)
PID_e_SUM = -200;

PID_Out = PID_kp*PID_e0+PID_kd*ee1; //計算PID比例和微分輸出
if(abs(PID_e0) < 200) //如果溫度相差小於1.5度則計入PID積分輸出
{
if(abs(PID_e0) > 100) //如果溫度相差大於1度時積分累計限制
{
if(PID_e_SUM > 100)
PID_e_SUM = 100;
if(PID_e_SUM < -100)
PID_e_SUM = -100;
}
d_out = PID_ki*PID_e_SUM; //積分輸出
if(PID_e0 < -5) //當前溫度高於設定溫度0.5度時積分累計限制
{
if(PID_e_SUM > 150)
PID_e_SUM = 150;

if(PID_e_SUM > 0) //當前溫度高於設定溫度0.5度時削弱積分正輸出
d_out >>= 1;
}
PID_Out += d_out; //PID比例,積分和微分輸出
}
else
PID_e_SUM=0;

PID_Out/=100; //恢復被PID_Out系數放大的倍數
if(PID_Out > 200)
PID_Out=200;
if(PID_Out<0)
PID_Out=0;

if(PID_e0 > 300) //當前溫度比設定溫度低3度則全速加熱
PID_Out=200;
if(PID_e0 < -20) //當前溫度高於設定溫度0.2度則關閉加熱
PID_Out=0;

Hot_T_Run=PID_Out; //加熱時間控制輸出

PID_e2 = PID_e1; //保存上次偏差
PID_e1 = PID_e0; //保存當前偏差
}
////////////////////////////////////////////////////////////void PID_Math() end.

『柒』 單片機如何寫PID程序

PID演算法有公式，直接套用就可以了。
公式在這個鏈接說的很明白了。
http://ke..com/view/1759810.htm
1、如果加入D抖動的特別厲害，試試只用PI控制。
2、還有PID參數都是一步一步調出來的，我建議你做個上位機，就是個簡單的VB串口程序，用來設置PID參數
3、然後在單片機這邊弄個串口接收程序，這里就是個簡單的串口程序，人人都會，把接收到的PID存儲在緩沖區里。
4、然後單片機程序直接調用。單片機帶EEPROM的話，當接收到改變的PID參數時，存儲這些參數。去STC官網下你的單片機資料，上面有EEPROM測試程序，直接套用。
上面純屬個人建議，都容易實現，不過有點費時。

『捌』 8位單片機PID控制PWM的演算法如何實現，C語言計算

PID控制在8位單片機中仍然有廣泛的應用，比如溫度控制，利用比例、積分、微分補償來做恆溫補償控制，當然由於有這些數學處理，用C語言相對方便一些，以下是一個具體的實例。

#include<reg51.h>

#include<intrins.h>

#include<math.h>

#include<string.h>

struct PID {

unsigned int SetPoint; // 設定目標 Desired Value

unsigned int Proportion; // 比例常數 Proportional Const

unsigned int Integral; // 積分常數 Integral Const

unsigned int Derivative; // 微分常數 Derivative Const

unsigned int LastError; // Error[-1]

unsigned int PrevError; // Error[-2]

unsigned int SumError; // Sums of Errors

};

struct PID spid; // PID Control Structure

unsigned int rout; // PID Response (Output)

unsigned int rin; // PID Feedback (Input)

sbit data1=P1^0;

sbit clk=P1^1;

sbit plus=P2^0;

sbit subs=P2^1;

sbit stop=P2^2;

sbit output=P3^4;

sbit DQ=P3^3;

unsigned char flag,flag_1=0;

unsigned char high_time,low_time,count=0;//占空比調節參數

unsigned char set_temper=35;

unsigned char temper;

unsigned char i;

unsigned char j=0;

unsigned int s;

/***********************************************************

延時子程序,延時時間以12M晶振為准,延時時間為30us×time

***********************************************************/

void delay(unsigned char time)

{

unsigned char m,n;

for(n=0;n<time;n++)

for(m=0;m<2;m++){}

}

/***********************************************************

寫一位數據子程序

***********************************************************/

void write_bit(unsigned char bitval)

{

EA=0;

DQ=0; /*拉低DQ以開始一個寫時序*/

if(bitval==1)

{

_nop_();

DQ=1; /*如要寫1，則將匯流排置高*/

}

delay(5); /*延時90us供DA18B20采樣*/

DQ=1; /*釋放DQ匯流排*/

_nop_();

_nop_();

EA=1;

}

/***********************************************************

寫一位元組數據子程序

***********************************************************/

void write_byte(unsigned char val)

{

unsigned char i;

unsigned char temp;

EA=0;

TR0=0;

for(i=0;i<8;i++) /*寫一位元組數據，一次寫一位*/

{

temp=val>>i; /*移位操作，將本次要寫的位移到最低位*/

temp=temp&1;

write_bit(temp); /*向匯流排寫該位*/

}

delay(7); /*延時120us後*/

// TR0=1;

EA=1;

}

/***********************************************************

讀一位數據子程序

***********************************************************/

unsigned char read_bit()

{

unsigned char i,value_bit;

EA=0;

DQ=0; /*拉低DQ，開始讀時序*/

_nop_();

_nop_();

DQ=1; /*釋放匯流排*/

for(i=0;i<2;i++){}

value_bit=DQ;

EA=1;

return(value_bit);

}

/***********************************************************

讀一位元組數據子程序

***********************************************************/

unsigned char read_byte()

{

unsigned char i,value=0;

EA=0;

for(i=0;i<8;i++)

{

if(read_bit()) /*讀一位元組數據，一個時序中讀一次，並作移位處理*/

value|=0x01<<i;

delay(4); /*延時80us以完成此次都時序，之後再讀下一數據*/

}

EA=1;

return(value);

}

/***********************************************************

復位子程序

***********************************************************/

unsigned char reset()

{

unsigned char presence;

EA=0;

DQ=0; /*拉低DQ匯流排開始復位*/

delay(30); /*保持低電平480us*/

DQ=1; /*釋放匯流排*/

delay(3);

presence=DQ; /*獲取應答信號*/

delay(28); /*延時以完成整個時序*/

EA=1;

return(presence); /*返回應答信號，有晶元應答返回0,無晶元則返回1*/

}

/***********************************************************

獲取溫度子程序

***********************************************************/

void get_temper()

{

unsigned char i,j;

do

{

i=reset(); /*復位*/

} while(i!=0); /*1為無反饋信號*/

i=0xcc; /*發送設備定位命令*/

write_byte(i);

i=0x44; /*發送開始轉換命令*/

write_byte(i);

delay(180); /*延時*/

do

{

i=reset(); /*復位*/

} while(i!=0);

i=0xcc; /*設備定位*/

write_byte(i);

i=0xbe; /*讀出緩沖區內容*/

write_byte(i);

j=read_byte();

i=read_byte();

i=(i<<4)&0x7f;

s=(unsigned int)(j&0x0f); //得到小數部分

s=(s*100)/16;

j=j>>4;

temper=i|j; /*獲取的溫度放在temper中*/

}

/*====================================================================================================

Initialize PID Structure

=====================================================================================================*/

void PIDInit (struct PID *pp)

{

memset ( pp,0,sizeof(struct PID)); //全部初始化為0

}

/*====================================================================================================

PID計算部分

=====================================================================================================*/

unsigned int PIDCalc( struct PID *pp, unsigned int NextPoint )

{

unsigned int dError,Error;

Error = pp->SetPoint - NextPoint; // 偏差

pp->SumError += Error; // 積分

dError = pp->LastError - pp->PrevError; // 當前微分

pp->PrevError = pp->LastError;

pp->LastError = Error;

return (pp->Proportion * Error // 比例項

+ pp->Integral * pp->SumError // 積分項

+ pp->Derivative * dError); // 微分項

}

/***********************************************************

溫度比較處理子程序

***********************************************************/

void compare_temper()

{

unsigned char i;

if(set_temper>temper) //是否設置的溫度大於實際溫度

{

if(set_temper-temper>1) //設置的溫度比實際的溫度是否是大於1度

{

high_time=100; //如果是，則全速加熱

low_time=0;

}

else //如果是在1度范圍內，則運行PID計算

{

for(i=0;i<10;i++)

{

get_temper(); //獲取溫度

rin = s; // Read Input

rout = PIDCalc ( &spid,rin ); // Perform PID Interation

}

if (high_time<=100)

high_time=(unsigned char)(rout/800);

else

high_time=100;

low_time= (100-high_time);

}

}

else if(set_temper<=temper)

{

if(temper-set_temper>0)

{

high_time=0;

low_time=100;

}

else

{

for(i=0;i<10;i++)

{

get_temper();

rin = s; // Read Input

rout = PIDCalc ( &spid,rin ); // Perform PID Interation

}

if (high_time<100)

high_time=(unsigned char)(rout/10000);

else

high_time=0;

low_time= (100-high_time);

}

}

// else

// {}

}

/*****************************************************

T0中斷服務子程序，用於控制電平的翻轉 ,40us*100=4ms周期

******************************************************/

void serve_T0() interrupt 1 using 1

{

if(++count<=(high_time))

output=1;

else if(count<=100)

{

output=0;

}

else

count=0;

TH0=0x2f;

TL0=0xe0;

}

/*****************************************************

串列口中斷服務程序，用於上位機通訊

******************************************************/

void serve_sio() interrupt 4 using 2

{

/* EA=0;

RI=0;

i=SBUF;

if(i==2)

{

while(RI==0){}

RI=0;

set_temper=SBUF;

SBUF=0x02;

while(TI==0){}

TI=0;

}

else if(i==3)

{

TI=0;

SBUF=temper;

while(TI==0){}

TI=0;

}

EA=1; */

}

void disp_1(unsigned char disp_num1[6])

{

unsigned char n,a,m;

for(n=0;n<6;n++)

{

// k=disp_num1[n];

for(a=0;a<8;a++)

{

clk=0;

m=(disp_num1[n]&1);

disp_num1[n]=disp_num1[n]>>1;

if(m==1)

data1=1;

else

data1=0;

_nop_();

clk=1;

_nop_();

}

}

}

/*****************************************************

顯示子程序

功能：將占空比溫度轉化為單個字元，顯示占空比和測得到的溫度

******************************************************/

void display()

{

unsigned char code number[]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6};

unsigned char disp_num[6];

unsigned int k,k1;

k=high_time;

k=k%1000;

k1=k/100;

if(k1==0)

disp_num[0]=0;

else

disp_num[0]=0x60;

k=k%100;

disp_num[1]=number[k/10];

disp_num[2]=number[k%10];

k=temper;

k=k%100;

disp_num[3]=number[k/10];

disp_num[4]=number[k%10]+1;

disp_num[5]=number[s/10];

disp_1(disp_num);

}

/***********************************************************

主程序

***********************************************************/

void main()

{

unsigned char z;

unsigned char a,b,flag_2=1,count1=0;

unsigned char phil[]={2,0xce,0x6e,0x60,0x1c,2};

TMOD=0x21;

TH0=0x2f;

TL0=0x40;

SCON=0x50;

PCON=0x00;

TH1=0xfd;

TL1=0xfd;

PS=1;

EA=1;

EX1=0;

ET0=1;

ES=1;

TR0=1;

TR1=1;

high_time=50;

low_time=50;

PIDInit ( &spid ); // Initialize Structure

spid.Proportion = 10; // Set PID Coefficients 比例常數 Proportional Const

spid.Integral = 8; //積分常數 Integral Const

spid.Derivative =6; //微分常數 Derivative Const

spid.SetPoint = 100; // Set PID Setpoint 設定目標 Desired Value

while(1)

{

if(plus==0)

{

EA=0;

for(a=0;a<5;a++)

for(b=0;b<102;b++){}

if(plus==0)

{

set_temper++;

flag=0;

}

}

else if(subs==0)

{

for(a=0;a<5;a++)

for(b=0;a<102;b++){}

if(subs==0)

{

set_temper--;

flag=0;

}

}

else if(stop==0)

{

for(a=0;a<5;a++)

for(b=0;b<102;b++){}

if(stop==0)

{

flag=0;

break;

}

EA=1;

}

get_temper();

b=temper;

if(flag_2==1)

a=b;

if((abs(a-b))>5)

temper=a;

else

temper=b;

a=temper;

flag_2=0;

if(++count1>30)

{

display();

count1=0;

}

compare_temper();

}

TR0=0;

z=1;

while(1)

{

EA=0;

if(stop==0)

{

for(a=0;a<5;a++)

for(b=0;b<102;b++){}

if(stop==0)

disp_1(phil);

// break;

}

EA=1;

}

}

『玖』 單片機用PID控制可控硅，讓電烤箱溫度恆定的演算法請教高手！

pid位置式演算法，在溫度比設定溫度低x度時，用pd，當比設定溫度低x度以內，用pid。
可控硅部分，硬體用BTA26或者BT139（看加熱器件的功率了），採用過零檢測來確定過零點，用單片機的外部中斷配合tmer，來控制開關時間。在pd和pid階段，pid參數可能要用2套參數，自己實驗吧，還有，你可以看一下，Ziegler-Nichols參數整定法。
另：
OURAVR上也有個酷貼，很詳細的，你可以參考一下，網址再下面：
http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=936512&bbs_page_no=1&search_mode=1&search_text=pid&bbs_id=1000