小明接到這樣一個(gè)任務(wù)：
有一個(gè)水缸點(diǎn)漏水(而且漏水的速度還不一定固定不變)，
要求水面高度維持在某個(gè)位置，
一旦發(fā)現(xiàn)水面高度低于要求位置，就要往水缸里加水。
小明接到任務(wù)后就一直守在水缸旁邊，
時(shí)間長(zhǎng)就覺(jué)得無(wú)聊，就跑到房里看小說(shuō)了，
每30分鐘來(lái)檢查一次水面高度。水漏得太快，
每次小明來(lái)檢查時(shí)，水都快漏完了，離要求的高度相差很遠(yuǎn)
，小明改為每3分鐘來(lái)檢查一次，結(jié)果每次來(lái)水都沒(méi)怎么漏
大學(xué)時(shí)代做機(jī)器人時(shí)用的PID算法源代碼：
#define PID_Uint struct pid_uint
PID_Uint
{
int U_kk;
int ekk;
int ekkk;
int Ur; //限幅輸出值,需初始化
int Un; //不靈敏區(qū)
//int multiple; //PID系數(shù)的放大倍數(shù)，用整形數(shù)據(jù)的情況下，提高PID參數(shù)的設(shè)置精度 固定為256
int Kp; //比例，從小往大調(diào)
int Ti; //積分，從大往小調(diào)
int Td; //微分，用巡線板時(shí)設(shè)為0
int k1; //
int k2;
int k3;
};
/********************************************************************
函 數(shù) 名：void Init_PID_uint(PID_uint *p)
功 能：初始化PID參數(shù)
說(shuō) 明：調(diào)用本函數(shù)之前，應(yīng)該先對(duì)Kp,Ti,Td做設(shè)置 ,簡(jiǎn)化了公式
入口參數(shù)：PID單元的參數(shù)結(jié)構(gòu)體 地址
返 回 值：無(wú)
***********************************************************************/
void Init_PID_uint(PID_Uint *p)
{
p->k1=(p->Kp)+(p->Kp)*1024/(p->Ti)+(p->Kp)*(p->Td)/1024;
p->k2=(p->Kp)+2*(p->Kp)*(p->Td)/1024;
p->k3=(p->Kp)*(p->Td)/1024;
}
/********************************************************************
函 數(shù) 名：void reset_Uk(PID_Uint *p)
功 能：初始化U_kk,ekk,ekkk
說(shuō) 明：在初始化時(shí)調(diào)用，改變PID參數(shù)時(shí)有可能需要調(diào)用
入口參數(shù)：PID單元的參數(shù)結(jié)構(gòu)體 地址
返 回 值：無(wú)
***********************************************************************/
void reset_Uk(PID_Uint *p)
{
p->U_kk=0;
p->ekk=0;
p->ekkk=0;
}
/********************************************************************
函 數(shù) 名：int PID_commen(int set,int jiance,PID_Uint *p)
功 能：通用PID函數(shù)
說(shuō) 明：求任意單個(gè)PID的控制量
入口參數(shù)：期望值，實(shí)測(cè)值，PID單元結(jié)構(gòu)體
返 回 值：PID控制量
***********************************************************************/
int PID_common(int set,int jiance,PID_Uint *p)
{
int ek,U_k=0;
ek=jiance-set;
if((ek>(p->Un))||(ek<-(p->Un))) //積分不靈敏區(qū)
U_k=(p->U_kk)+(p->k1)*ek-(p->k2)*(p->ekk)+(p->k3)*(p->ekkk);
p->U_kk=U_k;
p->ekkk=p->ekk;
p->ekk=ek;
if(U_k>(p->Ur)) //限制最大輸出量，
U_k=p->Ur;
if(U_k<-(p->Ur))
U_k=-(p->Ur);
return U_k/1024;
}
，不需要加水，來(lái)得太頻繁做的是無(wú)用功。幾次試驗(yàn)后，
確定每10分鐘來(lái)檢查一次。這個(gè)檢查時(shí)間就稱(chēng)為采樣周期。
開(kāi)始小明用瓢加水，水龍頭離水缸有十幾米的距離，
經(jīng)常要跑好幾趟才加夠水，于是小明又改為用桶加，
一加就是一桶，跑的次數(shù)少了，加水的速度也快了，
但好幾次將缸給加溢出了，不小心弄濕了幾次鞋，小明又動(dòng)腦筋，
我不用瓢也不用桶，老子用盆，幾次下來(lái)，發(fā)現(xiàn)剛剛好，不用跑太多次，
也不會(huì)讓水溢出。這個(gè)加水工具的大小就稱(chēng)為比例系數(shù)。
小明又發(fā)現(xiàn)水雖然不會(huì)加過(guò)量溢出了，有時(shí)會(huì)高過(guò)要求位置比較多
，還是有打濕鞋的危險(xiǎn)。他又想了個(gè)辦法，在水缸上裝一個(gè)漏斗，
每次加水不直接倒進(jìn)水缸，而是倒進(jìn)漏斗讓它慢慢加。這樣溢出的問(wèn)題解決了，
但加水的速度又慢了，有時(shí)還趕不上漏水的速度。
于是他試著變換不同大小口徑的漏斗來(lái)控制加水的速度
，最后終于找到了滿(mǎn)意的漏斗。漏斗的時(shí)間就稱(chēng)為積分時(shí)間 。
小明終于喘了一口，但任務(wù)的要求突然嚴(yán)了，
水位控制的及時(shí)性要求大大提高，一旦水位過(guò)低，
必須立即將水加到要求位置，而且不能高出太多，否則不給工錢(qián)。
小明又為難了！于是他又開(kāi)努腦筋，終于讓它想到一個(gè)辦法，常放一盆備用水在旁邊，
一發(fā)現(xiàn)水位低了，不經(jīng)過(guò)漏斗就是一盆水下去，這樣及時(shí)性是保證了，但水位有時(shí)會(huì)高多了。
他又在要求水面位置上面一點(diǎn)將水鑿一孔，再接一根管子到下面的備用桶里這樣多出的水會(huì)從上面的孔里漏出來(lái)。
這個(gè)水漏出的快慢就稱(chēng)為微分時(shí)間。
大學(xué)時(shí)代做機(jī)器人時(shí)用的PID算法源代碼： |
