位置式PID公式

增量式PID公式

位置式和增量式区别

两者参数调节好之后，可以达到相同的效果
增量式PID输出为增量 即本次输出 = 上次输出 + 增量式PID输出的增量，当系统出现异常后，增量式会保持当前值附近。

pid.h

#ifndef _PID_H_
#define _PID_H_#include <stdint.h>typedef struct
{float                kp;         //Pfloat                ki;         //Ifloat                kd;         //Dfloat                imax;       //积分限幅float                out_p;  //KP输出float                out_i;  //KI输出float                out_d;  //KD输出float                out;    //pid输出float                integrator; //< 积分值float                last_error; //< 上次误差float                last_derivative;//< 上次误差与上上次误差之差uint32_t             last_t;     //< 上次时间
}pid_param_t;void PidInit(pid_param_t * pid);float constrain_float(float amt, float low, float high);float PidLocCtrl(pid_param_t * pid, float error);float PidIncCtrl(pid_param_t * pid, float error);#endif 

PID.c

#include <PID.h>/*!* @brief    限幅函数** @param    amt   ： 参数* @param    low   ： 最低值* @param    high  ： 最高值** @return   无** @note     无** @see      无** @date     2020/6/8*/
float constrain_float(float amt, float low, float high)
{return ((amt)<(low)?(low):((amt)>(high)?(high):(amt)));
}/*!* @brief    pid参数初始化函数** @param    无** @return   无** @note     无** @see      无** @date     2020/6/8*/
void PidInit(pid_param_t * pid)
{pid->kp        = 0;pid->ki        = 0;pid->kd        = 0;pid->imax      = 0;pid->out_p     = 0;pid->out_i     = 0;pid->out_d     = 0;pid->out       = 0;pid->integrator= 0;pid->last_error= 0;pid->last_derivative   = 0;pid->last_t    = 0;
}/*!* @brief    pid位置式控制器输出** @param    pid     pid参数* @param    error   pid输入误差** @return   PID输出结果** @note     无** @see      无** @date     2020/6/8*/
float PidLocCtrl(pid_param_t * pid, float error)
{/* 累积误差 */pid->integrator += error;/* 误差限幅 */constrain_float(pid->integrator, -pid->imax, pid->imax);pid->out_p = pid->kp * error;pid->out_i = pid->ki * pid->integrator;pid->out_d = pid->kd * (error - pid->last_error);pid->last_error = error;pid->out = pid->out_p + pid->out_i + pid->out_d;return pid->out;
}/*!* @brief    pid增量式控制器输出** @param    pid     pid参数* @param    error   pid输入误差** @return   PID输出结果   注意输出结果已经包涵了上次结果** @note     无** @see      无** @date     2020/6/8*/
float PidIncCtrl(pid_param_t * pid, float error)
{pid->out_p = pid->kp * (error - pid->last_error);pid->out_i = pid->ki * error;pid->out_d = pid->kd * ((error - pid->last_error) - pid->last_derivative);pid->last_derivative = error - pid->last_error;pid->last_error = error;pid->out += pid->out_p + pid->out_i + pid->out_d;return pid->out;
}

PID调试经验
做飞卡时，小车用的直流电机，使用增量式PI控制效果比较好，舵机使用位置式PD控制效果最佳
做四轴时，四轴的刹车用特殊D值，可以让四轴刹车更稳。