1、由單片機組成的數(shù)字控制系統(tǒng)控制中，PID控制器是通過PID控制算法實現(xiàn)的。單片機通過AD對信號進行采集，變成數(shù)字信號，再在單片機中通過算法實現(xiàn)PID運算，再通過DA把控制量反饋回控制源。從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的伺服控制。位置式PID控制算法位置式PID控制算法的簡化示意圖上圖的傳遞函數(shù)為：（2-1） 在時域的傳遞函數(shù)表達式（2-2） 對上式中的微分和積分進行近似（2-3） 式中n是離散點的個數(shù)。 于是傳遞函數(shù)可以簡化為：（2-4）其中u(n)第k個采樣時刻的控制； KP 比例放大系數(shù)；Ki 積分放大系數(shù)；Kd 微分放大系數(shù)；T 采樣周期。如果采樣周期足夠小，則（2-4）的近似計算可以獲得足夠精確的結果

2、，離散控制過程與連續(xù)過程十分接近。（2-4）表示的控制算法直接按（2-1）所給出的PID控制規(guī)律定義進行計算的，所以它給出了全部控制量的大小，因此被稱為全量式或位置式PID控制算法。缺點：1）由于全量輸出，所以每次輸出均與過去狀態(tài)有關，計算時要對e(k)(k=0,1,n)進行累加，工作量大。2）因為計算機輸出的u(n)對應的是執(zhí)行機構的實際位置，如果計算機出現(xiàn)故障，輸出u(n)將大幅度變化，會引起執(zhí)行機構的大幅度變化，有可能因此造成嚴重的生產(chǎn)事故，這在實際生產(chǎn)中是不允許的。位置式PID控制算法程序具體的PID參數(shù)必須由具體對象通過實驗確定。由于單片機的處理速度和ram資源的限制，一般不采用浮點

3、數(shù)運算，而將所有參數(shù)全部用整數(shù)，可大大提高運算速度。這個程序只是一般常用pid算法的基本架構，沒有包含輸入輸出處理部分。 =/*= =*/ typedef struct PID double SetPoint; / 設定目標Desired value double Proportion; / 比例常數(shù)Proportional Const double Integral; / 積分常數(shù)Integral Const double Derivative; / 微分常數(shù)Derivative Const double LastError; / Error-1 double PrevError; / Er

4、ror-2 double SumError; / Sums of Errors PID; /*= PID計算部分 =*/ double PIDCalc( PID *pp, double NextPoint ) double dError, Error; Error = pp-SetPoint - NextPoint; / 偏差 pp-SumError += Error; / 積分 dError = Error - pp-LastError; / 當前微分 pp-PrevError = pp-LastError; pp-LastError = Error; return (pp-Proporti

5、on * Error / 比例項 + pp-Integral * pp-SumError / 積分項 + pp-Derivative * dError / 微分項 ); /*= Initialize PID Structure PID參數(shù)初始化=*/ void PIDInit (PID *pp) memset ( pp,0,sizeof(PID); /*= Main Program 主程序=* double sensor (void) / Dummy Sensor Function void actuator(double rDelta) / Dummy Actuator Function v

6、oid main(void) PID sPID; / PID Control Structure double rOut; / PID Response (Output) double rIn; / PID Feedback (Input) PIDInit ( &sPID ); / Initialize Structure sPID.Proportion = 0.5; / Set PID Coefficients sPID.Integral = 0.5; sPID.Derivative = 0.0; sPID.SetPoint = 100.0; / Set PID Setpoint for (;) / Mock Up of PID Processing rIn = sensor (); / Read Input r