最近看到了Brett Beauregard发表的有关PID的系列文章，感觉对于理解PID算法很有帮助，于是将系列文章翻译过来！在自我提高的过程中，也希望对同道中人有所帮助。作者Brett Beauregard的原文网址：http：//brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-direction/
1、问题所在
将PID连接过程分为两组：直接作用和反向作用。到目前为止，我所展示的所有例子都是直接行动。也就是说，输出的增加会导致输入的增加。对于反向作用过程，情况正好相反。例如，在冰箱中，冷却水的增加会导致温度下降。要使初学者 PID 使用反向过程，kp、ki 和 kp 的符号都必须为负数。
这本身不是问题，但用户必须选择正确的符号，并确保所有参数都具有相同的符号。
2、解决方案
为了让这个过程简单一点，我要求 kp、ki 和 kp 都是大于等于0的。如果用户连接到反向进程，则使用SetControllerDirection函数指定反向进程。这可以确保所有参数都具有相同的符号，并使事情操作起来更直观。
3、代码
/*working variables*/ unsigned long lastTime; double Input，Output，Setpoint; double ITerm，lastInput; double kp，ki，kd; int SampleTime = 1000; //1 sec double outMin，outMax; bool inAuto = false; #define MANUAL 0 #define AUTOMATIC 1 #define DIRECT 0 #define REVERSE 1 int controllerDirection = DIRECT; void Compute() { if(!inAuto) return; unsigned long now = millis(); int timeChange = (now - lastTime); if(timeChange>=SampleTime) { /*Compute all the working error variables*/ double error = Setpoint - Input; ITerm+= (ki * error); if(ITerm > outMax) ITerm= outMax; else if(ITerm < outMin) ITerm= outMin; double dInput = (Input - lastInput); /*Compute PID Output*/ Output = kp * error + ITerm- kd * dInput; if(Output > outMax) Output = outMax; else if(Output < outMin) Output = outMin; /*Remember some variables for next time*/ lastInput = Input; lastTime = now; } } void SetTunings(double Kp，double Ki，double Kd) { if (Kp<0 || Ki<0|| Kd<0) return; double SampleTimeInSec = ((double)SampleTime)/1000; kp = Kp; ki = Ki * SampleTimeInSec; kd = Kd / SampleTimeInSec; if(controllerDirection ==REVERSE) { kp = (0 - kp); ki = (0 - ki); kd = (0 - kd); } } void SetSampleTime(int NewSampleTime) { if (NewSampleTime > 0) { double ratio = (double)NewSampleTime/(double)SampleTime; ki *= ratio; kd /= ratio; SampleTime = (unsigned long)NewSampleTime; } } void SetOutputLimits(double Min，double Max) { if(Min > Max) return; outMin = Min; outMax = Max; if(Output > outMax) Output = outMax; else if(Output < outMin) Output = outMin; if(ITerm > outMax) ITerm= outMax; else if(ITerm < outMin) ITerm= outMin; } void SetMode(int Mode) { bool newAuto = (Mode == AUTOMATIC); if(newAuto == !inAuto) { /*we just went from manual to auto*/ Initialize(); } inAuto = newAuto; } void Initialize() { lastInput = Input; ITerm = Output; if(ITerm > outMax) ITerm= outMax; else if(ITerm < outMin) ITerm= outMin; } void SetControllerDirection(int Direction) { controllerDirection = Direction; }4、PID 完成
差不多结束了。我们已经把“初学者的PID”变成了我目前知道的最健壮的控制器。对于那些正在寻找PID库的详细解释的读者，我希望您得到了您想要的。对于那些正在编写自己的PID的人，我希望您能够收集到一些想法，这些想法可以为您节省一些时间。
最后说明两点：
- 如果这个系列中的东西看起来不对，请告诉我。我可能错过了什么，或者可能只需要在我的解释中更清楚。无论哪种方式，我都想知道。
- 这只是一个基本的PID。为了简单起见，我有意省略了许多其他问题。在我的脑海中：前馈，重置平铺，整数数学，不同的PID形式，使用速度而不是位置。如果有兴趣让我探讨这些话题，请让我知道。
欢迎关注：
来源：51CTO
作者：foxclever
链接：https://blog.csdn.net/foxclever/article/details/100860267