数字PI控制器

最近项目需要用到PI控制器，于是参考网上的一些资料，尝试着写了一下，将它记录下来以备后用。

PID公式：

Ti，Td分别为积分，微分常数，只取PI部分：

根据采样周期T离散化，t=nT,用n表示，

可得增量式：

分别为比例，积分系数

为计算系数

最终输出为：

写代码时，定义一个结构体来存放各个参数，

程序设计流程为：

本次采样输入→计算本次误差→计算输出增量→更新数据为下次做准备

附源码：

/************声明和定义，通常放在头文件中********/
typedef struct
{
	int SetValue;        //设置值
	int An;			//当前误差e(n)的系数，=kp+ki
	int Bn_1;			//前一项误差e(n-1)的系数，= -kp
	int Limit;			//限制最大最小值
	int Errorn_1;		//e(n-1)
	int DeltaUn;		//输出增量△u(n);
	int Un_output;	//输出值 u(n)
}PI_Typedef;

void PI_StructInit(PI_Typedef *PI_Struct,int Kp,int Ki,int limit);
void PI_Controller(PI_Typedef *PI_Struct,int NewInput,int *Output);
/*****************************************************************/


void PI_StructInit(PI_Typedef *PI_Struct,int Kp,int Ki,int limit)
{
	PI_Struct->SetValue = 0;
	PI_Struct->An = Kp+Ki;
	PI_Struct->Bn_1 = -Kp;
	PI_Struct->Limit = limit;
	PI_Struct->DeltaUn = 0;
	PI_Struct->Errorn_1 = 0;
}

void PI_Controller(PI_Typedef *PI_Struct,int NewInput,int *Output)
{
	int Errorn =0;

	Errorn = PI_Struct->SetValue - NewInput;//计算e(n)

	PI_Struct->DeltaUn = (PI_Struct->An)*Errorn+(PI_Struct->Bn_1)*(PI_Struct->Errorn_1);//计算增量
	PI_Struct->Errorn_1 = Errorn;//保存误差e(n)作为下一次计算的e(n-1)
	//限制增量的范围
	if(PI_Struct->DeltaUn > PI_Struct->Limit)
		{PI_Struct->DeltaUn = PI_Struct->Limit;}
	else if(PI_Struct->DeltaUn < -PI_Struct->Limit)
		{PI_Struct->DeltaUn = -PI_Struct->Limit;}

	PI_Struct->Un_output += PI_Struct->DeltaUn; //计算输出u(n)=u(n-1)+△u(n),并保存作下一次运算

	*Output = PI_Struct->Un_output;
}

源码和公式下载：http://download.csdn.net/detail/wind4study/8608351

参考：http://wenku.baidu.com/linkurl=6ruMmAQJXxQDwhJZSYlZEYdfRMrMuZ_HvK5XfiTZja9y4Nxwa3J8AKiKhWvIJ5SoSjNiZ1lkAsvuhO3e7HLVnhNmhHygdIVhtqIkUDL2x_

wind

2015,04,18