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PID控制器的数字实现及C语法讲解
PID 控制器的数字实现及 C 语法讲解
free_稀饭 2016/2/9
为方便学习与交流，根据自己的理解与经验写了这份教程，有错误之处请各位童鞋予以
指出；具体包含以下三部分内容：
(1) PID 数字化的推导过程(实质：微积分的近似计算) ；
(2) 程序风格介绍 （程序风格来源于TI 官方案例）；
(3) C 有关语法简述 （语法会结合实例进行讲解）。
PID 控制器的数字化
PID 控制器是工业过程控制中广泛采用的一种控制器，其中，P 、I 、D 分别为比例
（Proportion ）、积分 （Integral ）、微分 （Differential ）的简写；将偏差的比例、积分和微分通
过线性组合构成控制量，用该控制量对受控对象进行控制，称为PID 算法。
为了用软件实现PID 算法，需将PID 控制器离散化。
1. 整体思路
2. 方框图
PID 控制器的方框图如图所示：
K
P
K
I
K
D
3. 拉氏域的表达式
根据方框图，可写出PID 控制器对应的传递函数：
U( s) KI
G (s) K K s （1）
c P D
E(s) s
K 比例系数
P
其中， K 积分系数
I
K 微分系数
D
4. 时域的表达式
在分析时，通常借助于拉氏空间，例如判断系统的稳定性与相对稳定性；而现在我们关
心的是时域里的问题，因此对式 （1）进行拉普拉斯逆变换，得到时域里的表达式：
t det( )
ut( ) K et( ) K et( )dt K （2 ）
P I 0 D dt
1
其对应的结构框图如图所示：
K
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