PID的Python实现

本文参考微信公众号文章“简易PID算法的快速扫盲”

这篇文章写得很好,我仅仅是将C++改成了Python,毕竟Python看起来还是更短小、更容易理解的。

代码如下:

import matplotlib.pyplot as plt

class PID():
	def __init__(self, dt, max, min, Kp, Kd, Ki):
		self.dt = dt    # 循环时长
		self.max = max  # 操作变量最大值
		self.min = min  # 操作变量最小值
		self.Kp = Kp         # 比例增益
		self.Kd = Kd         # 积分增益
		self.Ki = Ki         # 微分增益
		self.integral = 0    # 直到上一次的误差值
		self.pre_error = 0   # 上一次的误差值

	def calculate(self, setPoint, pv):
		# 其中 pv:process value 即过程值,
		error = setPoint - pv           # 误差
		Pout = self.Kp * error          # 比例项
		self.integral += error * self.dt
		Iout = self.Ki * self.integral  # 积分项
		derivative = (error - self.pre_error)/self.dt
		Dout = self.Kd * derivative     # 微分项

		output = Pout + Iout + Dout     # 新的目标值

		if(output > self.max):
			output = self.max
		elif(output < self.min):
			output = self.min

		self.pre_error = error         # 保存本次误差,以供下次计算
		return output

t = range(150)
pid = PID(0.1, 100, -100, 0.1, 0.01, 0.5)
val = 20
z = []
for i in t:
	inc = pid.calculate(0, val)
	print("val:%f inc:%f"%(val,inc))
	z.append(20-val)
	val += inc
plt.figure(figsize=(8,6), dpi = 80)
plt.plot(t,z,color="blue",linewidth=1.0,linestyle="-")
plt.show()

增加的内容不过是个简单的绘图,结果如下:

PID的Python实现_第1张图片

 

 

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