用C语言写一段模糊PID算法

在C语言中，编写一个简单的模糊PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器需要一些数学库支持，因为PID涉及到连续运算。这里是一个简化版的模糊化PID控制算法的示例：

#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define SETPOINT 50
#define MAX_OUTPUT 100
#define MIN_OUTPUT -100
#define FLOOR(x) ((x) > 0 ? (x) : 0)
#define CEIL(x) ((x) < 0 ? (x) : 0)

// 模糊化函数
int fuzzy_input(float input, int low_range[], int high_range[], int num_rules) {
    int output = 0;
    float ratio = input * (high_range[0] - low_range[0]) / (SETPOINT - low_range[0]);
    for (int i = 0; i < num_rules; i++) {
        if (ratio >= low_range[i] && ratio <= high_range[i]) {
            output = i + 1;
            break;
        }
    }
    return output;
}

void pid_controller(float error, float integral, float derivative, float &output) {
    // 使用简单模糊规则
    static int last_error = 0;
    int p_rule = fuzzy_input(error, {-10, 0, 10}, {0, 10, 20}, 3); // Proportional
    int i_rule = fuzzy_input(integral, {0, 20, 40}, {40, 60, 80}, 3); // Integral
    int d_rule = fuzzy_input(derivative, {-10, 0, 10}, {0, 10, 20}, 3); // Derivative

    // 简单的比例、积分和微分部分
    output = FLOOR(MAX_OUTPUT * (p_rule / 10.0)) +
             FLOOR(MAX_OUTPUT * (i_rule / 60.0)) -
             FLOOR(MAX_OUTPUT * (d_rule / 20.0));
    
    // 清零积分，模拟实际应用中积分限幅
    integral = integral + error;
    if (integral > MAX_OUTPUT) integral = MAX_OUTPUT;
    else if (integral < MIN_OUTPUT) integral = MIN_OUTPUT;

    // 更新误差
    last_error = error;
}

int main() {
    float error, integral = 0, derivative = 0, output = 0;
    float current_value = 0; // 假设当前传感器值

    while (1) {
        error = SETPOINT - current_value;
        derivative = error - last_error;
        pid_controller(error, integral, derivative, output);

        printf("Error: %.2f, Output: %.2f\n", error, output);
        // 这里假设我们有一个模拟系统来改变current_value，比如读取ADC值
        // current_value = ...;
        last_error = error;
    }

    return 0;
}

这个示例展示了如何使用模糊逻辑来调整PID控制器的参数，每个输入变量（误差、积分、微分）都被转换到0-10范围内的模糊等级，然后根据比例、积分和微分的模糊程度计算输出。请注意，这只是一个基础演示，真正的工业级PID控制器会更复杂，并可能包含PID参数调整和自适应能力。