C++实现PID控制算法.doc

学习资料收集于网络，仅供参考C+实现PID控制算法|C+/VC/MFC/PID算法2008-06-10 18:50第一步：控制系统的结构仿真我们要用C+实现对这个单输入单输出系统的PID控制算法，就需要先进行结构仿真，系统结构和对象的数学模型如上图所示，我们取定参数：K=2、T1=1、T2=2.5，tao=0.6（tao代表上面那个延时参数）。系统性能指标要求：超调=10%，调节时间Ts1为整数den、num参数的获取参看“C+实现PID控制算法 理论分析|C+/VC/MFC/PID算法”2、参数声明在算法中要用到很多参数，为了方便我们定义一个结构体。typedef struct tagPid double tao;/系统纯延时参数，一般为采样时间的整数倍double ts;/采样时间int n;/n=tao/tsdouble rin,yout,u;/系统输入、系统输出、PID控制器输出double kp,ki,kd;/PID控制器参数double error_1,error_2;/，前1、2次的误差，在增量PID算法中需要error_2double error,perror,ierror,derror;/用于计算PID输出u的参数double den_1,den_2,den_3;/Z传函分母的系数double num_1,num_2,num_3;/Z传函的分子系数double yout_2; /系统输出过去时刻的值 CArray u_; /控制器过去时刻的输出值，就是上面公式中的u(k-2-n) 等int size_Yout;/Yout的大小，算法循环次数，每次的输出值计入数组Yout，用来绘制输出曲线 CArray Yout; /输出数据数组double maxYout,minYout; /输出值的最大值和最小值Pid;定义控制对象参数：double m_t1,m_t2,m_k,m_tao; /控制对象参数3、初始化参数void CICDoc:PidInit(Pid* pid)m_t1=1;m_t2=2.5;m_k=2;pid-ts=0.1;pid-tao=0.6;pid-n=(int)(pid-tao/pid-ts+0.5);pid-rin=1;pid-yout=0.0;pid-u=0.0;pid-kp=0.70;pid-ki=0.15;pid-kd=0.90;pid-error_1=0.0;pid-error_2=0.0;pid-error=0.0;pid-perror=0.0;pid-ierror=0.0;pid-derror=0.0;double z1,z2,b,c;if (m_t1=m_t2) z1=exp(-(pid-ts/m_t1); /e(-T/T1) z2=z1 pid-num_1=0; pid-num_2=m_k*(1-z1-pid-ts*z1/m_t1); pid-num_3=m_k*(z1*z1-z1+pid-ts*z1/m_t1); pid-den_1=1; pid-den_2=-2*z1; pid-den_3=z1*z1; else z1=exp(-(pid-ts/m_t1); /e(-T/T1) z2=exp(-(pid-ts/m_t2); /e(-T/T2) b=m_t1/(m_t2-m_t1); c=m_t2/(m_t1-m_t2); pid-num_1=0; pid-num_2=m_k*(1+b*z1+c*z2); pid-num_3=m_k*(z1*z2+b*z2+c*z1); pid-den_1=1; pid-den_2=-(z1+z2); pid-den_3=z1*z2; pid-yout_0=0.0;pid-yout_1=0.0;pid-u_.SetSize(pid-n+2,0);for (int i=0;in+2;i+) pid-u_i=0.0;pid-size_Yout=500;pid-Yout.SetSize(pid-size_Yout); for (int i=0;isize_Yout-1;i+) pid-Youti=0.0;/最大值和最小值初始化为第一个值pid-maxYout=pid-Yout0;pid-minYout=pid-Yout0;4、PID控制算法for (int k=0;k10) pid.u=10; if (pid.u0;j-) pid.u_j=pid.u_j-1; pid.u_0=pid.u; pid.Youtk=pid.yout;/得到最大输出值if (pid.Yo