pid算法函数实现，c语言版

#include <stdio.h>

float pid(float setpoint, float process_variable, float kp, float ki, float kd, float dt, float* integral, float* last_error) {
    // Calculate error
    float error = setpoint - process_variable;

    // Calculate integral
    *integral += error * dt;

    // Calculate derivative
    float derivative = (error - *last_error) / dt;

    // Calculate output
    float output = kp * error + ki * (*integral) + kd * derivative;

    // Save variables for next iteration
    *last_error = error;

    return output;
}

int main() {
    // Initialize variables
    float setpoint = 10.0;
    float process_variable = 0.0;
    float kp = 1.0;
    float ki = 0.1;
    float kd = 0.5;
    float dt = 0.1;
    float integral = 0.0;
    float last_error = 0.0;

    // Run PID loop
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        // Get process variable (e.g. from a sensor)
        process_variable = /* get process variable */;

        // Calculate output
        float output = pid(setpoint, process_variable, kp, ki, kd, dt, &integral, &last_error);

        // Apply output (e.g. to a motor)
        /* apply output */

        // Wait for next iteration
        /* wait */
    }

    return 0;
}

　　

这个函数接收7个输入参数和2个指针作为输出参数。输入参数包括：

• setpoint：设定值
• process_variable：过程变量
• kp：比例系数
• ki：积分系数
• kd：微分系数
• dt：采样时间
• integral：积分项变量的指针
• last_error：上一次误差变量的指针

输出参数为函数的返回值，即PID算法计算出的控制量。

函数内部的实现和PID算法的公式比较相似，主要包括以下步骤：

1. 计算误差（偏差）：误差是设定值与过程变量之间的差值。

2. 计算积分：将误差累积起来，计算积分项。需要注意的是，积分项需要乘以采样时间，这里使用指针来保存积分项变量的值。

3. 计算微分：计算误差的变化率，也就是差分项。需要注意的是，差分项需要除以采样时间。

4. 计算输出：将比例、积分和微分三个部分相加，得到控制量。

5. 保存变量：将当前误差保存为上一次误差，以便下一次计算微分。

这个函数可以在一个循环中多次调用，每次输入新的过程变量和设定值，输出控制量，从而实现PID控制。