关于单级PID及串级PID

简单记录下我在学习PID过程中遇到的困难及解决方法，希望能对大家有所帮助。

1. 首先，关于PID这块理论知识必须非常清楚，能够自行推导公式，包括位置式PID公式和增量式PID公式
2. 实现位置式PID和增量式PID的C语言代码编写
代码如下如下

• [ 1 ] 位置式PID（C语言实现）

#include 




//结构体
typedef struct
{
	float kp;
	float ki;
	float kd;
	float expect;		//期望
	float ex;			//误差
	float ex_prior;		//前次误差
	float ex_sum;		//误差和
	float ux;			//输出
}_pid;

_pid p_struc = {0.5,		//P
				0.1,		//I
				0.001,		//D
				};


void  pid_func(_pid *p,float temp_exp);										//函数声明



int main()
{
		
	int i = 0;

	

	while(i++ < 500)														//测试
	{
		pid_func(&p_struc,1000.0);
		printf("The output is : %.3f\r\n",p_struc.ux);
	}



	return 0;
}



//位置式PID实现函数
//入口参数 结构体指针/期望值
void  pid_func(_pid *p,float temp_exp)
{
	p->expect = temp_exp;													//传参

	p->ex = p->expect - p->ux;												//求出误差	
	
	p->ex_sum += p->ex;														//求误差累加和

	p->ux = p->kp*p->ex + p->ki * p->ex_sum + p->kd * (p->ex-p->ex_prior);	//主体计算
	
	p->ex_prior = p->ex;													//保存副本

}

• [ 2 ] 增量式PID（C语言实现）

#include 




//结构体
typedef struct
{
	float kp;
	float ki;
	float kd;
	
	float expect;								//期望
	float ex;									//误差
	float ex_prior;								//前次误差
	float ex_prior_prior;						//前前次误差

	float ux;									//输出
	float dux;									//输出增量 
		
}_pid;




_pid p_struc = {
				0.5,							//P
				0.1,							//I
				0.001,							//D
				};



void pid_func(_pid *p,float temp_exp);			//函数声明






int main()
{


	int i = 0;

	

	while(i++ < 500)							//测试						 
	{
		pid_func(&p_struc,1000.0);
		printf("The output is : %.3f\r\n",p_struc.ux);	
	}





	return 0;
}




//增量式PID实现函数
//入口参数 结构体指针/期望值
void pid_func(_pid *p,float temp_exp)
{

	p->expect = temp_exp;						//传参

	p->ex = p->expect - p->ux;					//求出误差
		
	p->dux = p->kp * (p->ex - p->ex_prior) + p->ki * p->ex + p->kd * (p->ex - 2 * p->ex_prior + p->ex_prior_prior);
												//计算增量

	p->ex_prior_prior = p->ex_prior;			//保存副本
	
	p->ex_prior = p->ex;						//保存副本

	p->ux += p->dux;							//计算输出

}

3. 深入理解串级PID，关于这部分，直接参考别人写的，基本就能看懂，资料如下
1 . B站关于串级PID讲解视频，先通俗理解下
https://www.bilibili.com/video/av24220271
2 . 而后看下面这篇博客对串级PID深入理解，框图必须看懂
https://blog.csdn.net/csshuke/article/details/80252406

4.研究匿名代码中关于PID的部分，如下
关于匿名中PID这块东西还是挺多的，简单看了下，首先是“Ano_Pid.c”此文件，实现单级PID，虽然简单，但是后面各种PID控制都直接调用此文件中的函数，很重要，务必看懂，后面是“Ano_AttCtrl.c”文件，里面是关于角度环和角速度环的串级PID内容，接下来是“Ano_AltCtrl.c”文件，设计的是高度环和高度速度环，由于未涉及到过这方面所以也不是很懂，最后顺带着把“Ano_FlightCtrl.c”和“Ano_LocCtrl.c”一起解决了，基本上PID就差不多可以结束了。
以下关于诸文件的解读会各开一个新的文章，所以本文到此结束。
兄弟们，任重而道远啊！