基于AVR ATMega16 的PID 控制算法程序 结构体, 朋友, 程序, 而且, 计划

yuchengze

最近由于有些时间，于是想起了做一个PID设计，在网上收集了不少关于PID控制的理论，于是计划用mega16L做一个PID测试程序，发现一些意想不到的误差，不知各位同仁是否有遇到与我的类似的现象：我定义了一个PID结构体，在初始化的时候无法把每个元素的初始化值设置为0（见下面的仿真图），而且，PID结构体中的部分参数是应该不变的，在整个PID运算中，但是不应该变化的参数却在PID运算发生了变化，不知道是什么原因，到现在也无法查出原因。有兴趣的朋友可以一起参与讨论或有经验的朋友 给与相关帮助，谢谢！
详细的代码和仿真情况如下：（我的硬件系统是本站的min Mega16/32 + JTAG ICE）

• #include "config.h"
• struct _PID
• {
• float PVn; //反馈信号变量
• float SPn; //设定值
• float Mn; //PID运算结果
• float Kc;     //比例系数
• float Ts;     //采样时间（ms）
• float Ti;     //积分时间（ms）
• float Td;     //微分时间（ms）
• float Mx; //积分项调整参数
• float PVn_1;//前一次反馈变量
• float MPn; //比例项的结果值
• float MIn; //积分项的结果值
• float MDn; //微分项的结果值
• };
• struct _PID *myPID;
• void init_myPID(void);
• void init_ports(void);
• void init_device(void);
• float MPn_value(struct _PID *PID);
• float MIn_value(struct _PID *PID);
• float MDn_value(struct _PID *PID);
• float Mx_value(struct _PID *PID);
• float Mn_value(struct _PID *PID);
• void main (void)
• {
• init_device();
• init_myPID();
• myPID->SPn = 155.5;
• myPID->Kc = 13.2;
• myPID->Ts = 0.2;
• myPID->Ti = 600.0;
• myPID->Td = 0.0;
• myPID->PVn = 108.2;
• while(1)
• {
• myPID->MPn = MPn_value(myPID);
• myPID->MDn = MDn_value(myPID);
• myPID->Mx = Mx_value(myPID);
• myPID->MIn = MIn_value(myPID);
• myPID->Mn = Mn_value(myPID);
• myPID->PVn_1 = myPID->PVn;
• }
• }
• /******************************************************************************/
• void init_myPID(void)
• {
• myPID->PVn = 0.0;
• myPID->SPn = 0.0;
• myPID->Mn = 0.0;
• myPID->Kc = 0.0;
• myPID->Ts = 0.0;
• myPID->Ti = 0.0;
• myPID->Td = 0.0;
• myPID->Mx = 0.0;
• myPID->PVn_1 = 0.0;
• myPID->MPn = 0.0;
• myPID->MIn = 0.0;
• myPID->MDn = 0.0;
• }
• //------------------------------------------------------------------------------
• void init_ports(void)
• {
• PORTA = 0x00; //If ADC Function was be used,the PORTA could`t set bit 1
• DDRA = 0x00; //the port set input mode.
• PORTB = 0x00;
• DDRB = 0x00;
• PORTC = 0x00; //m103 output only
• DDRC = 0x00;
• PORTD = 0x00;
• DDRD = 0x00;
• }
• //------------------------------------------------------------------------------
• void init_device(void)
• {
• CLI();
• init_ports();
• MCUCR = 0x00; //Set Power control(State:Close)
• GICR = 0x00; //Set boot guide(State:Close).
• SEI(); //re-enable interrupts
• //all peripherals are now initialized
• }
• // 计算 比例项的值
• //------------------------------------------------------------------------------
• float MPn_value(struct _PID *PID)
• {
• float myMPn = 0.0;
• myMPn = PID->Kc *( PID->SPn - PID->PVn);
• return myMPn;
• }
• //计算积分项的值
• //------------------------------------------------------------------------------
• float MIn_value(struct _PID *PID)
• {
• float myMIn = 0.0;
• myMIn = PID->Kc*(PID->Ts/PID->Ti)*(PID->SPn - PID->PVn) + PID->Mx;
• return myMIn;
• }
• //计算微分项的值
• //------------------------------------------------------------------------------
• float MDn_value(struct _PID *PID)
• {
• float myMDn = 0.0;
• myMDn = PID->Kc * (PID->Td/PID->Ts) * (PID->PVn_1 - PID->PVn);
• return myMDn;
• }
• //计算PID的结果
• //------------------------------------------------------------------------------
• float Mn_value(struct _PID *PID)
• {
• float myMn = 0.0;
• myMn = PID->MPn + PID->MIn + PID->MDn;
• return myMn;
• }
• //计算积分项的调整值
• //------------------------------------------------------------------------------
• float Mx_value(struct _PID *PID)
• {
• float myMx = 0.0;
• if(PID->Mn > 1.0)
•    {
•    myMx = 1.0 - (PID->MPn + PID->MDn);
•    }
• else if(PID->Mn < 0.0)
•    {
•    myMx = -(PID->MPn + PID->MDn);
•    }
• return myMx;
• }

运行到PID初始化函数：void init_myPID(void)时的仿真结果如下：无法全部初始化为0



运行到：
myPID->SPn = 155.5;
   myPID->Kc = 13.2;
   myPID->Ts = 0.2;
   myPID->Ti = 600.0;
   myPID->Td = 0.0;
   myPID->PVn = 108.2;

重新赋值后，部分参数Ts并不为0.2