float PID_realize(float temp_val) { /*传入实际值*/ pid.actual_val = temp_val; /*计算目标值与实际值的误差*/ pid.err=pid.target_val-pid.actual_val; /*PID算法实现*/ float increment_val = pid.Kp*(pid.err - pid.err_next) + pid.Ki*pid.err + pid.Kd*(pid.err - 2 * pid.err_next + pid.err_last); /*传递误差*/ pid.err_last = pid.err_next; pid.err_next = pid.err; /*返回增量值*/ return increment_val; }

这段代码是一个 PID 控制器的实现函数。它接受一个实际值 `temp_val` 作为参数，并返回一个增量值。

在函数中，发生了以下操作：

1. `pid.actual_val = temp_val;` 将传入的实际值存储到 `pid` 对象的 `actual_val` 成员变量中。

2. `pid.err = pid.target_val - pid.actual_val;` 计算目标值与实际值之间的误差，将结果存储到 `pid` 对象的 `err` 成员变量中。

3. 根据 PID 控制算法，计算出一个增量值 `increment_val`。这个增量值是根据当前误差、上一次误差和上上次误差以及对应的 PID 系数（`Kp`, `Ki`, `Kd`）进行计算得到的。

4. `pid.err_last = pid.err_next;` 将当前误差 `pid.err` 存储到 `pid` 对象的 `err_last` 成员变量中，以备下一次计算使用。

5. `pid.err_next = pid.err;` 将当前误差 `pid.err` 存储到 `pid` 对象的 `err_next` 成员变量中，以备下一次计算使用。

6. 最后，函数返回计算得到的增量值 `increment_val`。

这段代码实现了一个简单的 PID 控制器，用于根据给定的目标值和实际值计算出一个增量值，用于调节控制系统的输出。具体的 PID 控制算法实现可能会根据实际需求有所不同。

相关问题

解释这段代码：#include "delay.h" #include "LED.h" #include "BEEP.h" #include "IIC.h" #include "OLED.h" #include "ADC.h" #include "stdio.h" #include "0_20OUT.h" #include "KEY.h" int limit_High_MAX = 300; int limit_High_MIN = 50; struct _pid{ int SetHigh;//定义设定值 int ActualHigh;//定义实际值 int err;//定义偏差值 int err_next;//定义上一个偏差值 int err_last;//定义最上前的偏差值 float Kp, Ki, Kd;//定义比例、积分、微分系数 }pid; void PID_init(){ pid.SetHigh = 0; pid.ActualHigh = 0; pid.err = 0; pid.err_last = 0; pid.err_next = 0; pid.Kp = 0.4; pid.Ki = 0.08; pid.Kd = 0.4; } int PID_realize(int high){ int incrementHigh; pid.SetHigh = high; pid.err = pid.SetHigh - pid.ActualHigh; incrementHigh = pid.Kp*(pid.err - pid.err_next) + pid.Ki*pid.err + pid.Kd*(pid.err - 2 * pid.err_next + pid.err_last);//计算出增量 pid.err_last = pid.err_next; pid.err_next = pid.err; return incrementHigh; } int main(void) { u16 AD_Value; float ADv1; int KEY,FLAG=1; delay_init(); IIC_GPIO_Config(); //IIC引脚初始化 OLED_Init(); AD_Init(); LED_GPIO_Config(); //LED引脚初始化（用于提示） BEEP_GPIO_Config(); //蜂鸣器引脚初始化（用于提示） KEY_GPIO_CONFIG(); while(1) { AD_Value = Get_ADC_Value(ADC_Channel_1,20); //获取ADC的通道1数值 ADv1=(float)AD_Value / 4095 *3.3; pid.ActualHigh = ADv1*150;//实际高度 MCP4725_WriteData_Volatge(PID_realize(pid.ActualHigh));//输出对应的控制电流 OLED_ShowNum(0,0,pid.ActualHigh,5,1); //显示实际高度 OLED_ShowNum(0,2,PID_realize(pid.ActualHigh),5,1); //开度大小 OLED_ShowNum(0,4,limit_High_MIN,3,1); //高度最小值 OLED_ShowNum(20,4,limit_High_MAX,3,1);//高度最大值 LED(ON); KEY = KEY_SCAN(); switch (KEY) { case 1: if(FLAG == 1) limit_High_MAX -= 10; else limit_High_MIN -= 10;break; case 2: if(FLAG == 1) limit_High_MAX += 10; else limit_High_MIN += 10;break; case 3: pid.SetHigh -= 10;break; case 4: pid.SetHigh += 10;break; case 5: FLAG = (FLAG+1)%2;break;//控制加减最大值还是最小值 } //报警提示 if(pid.ActualHigh>limit_High_MAX) { BEEP(ON); } else if(pid.ActualHigh<limit_High_MIN) { LED(ON); } else { BEEP(OFF); LED(OFF); } } return 0; }

这段代码是一个PID控制器的实现，用于控制一个高度的设定值和实际值之间的偏差，通过调整输出的控制电流来实现对设备的控制。代码中包含了一些头文件的引用，定义了一些变量和结构体，以及一些函数的定义和调用。

首先，在`main`函数中，进行了一些初始化操作，包括延时初始化、IIC引脚初始化、OLED初始化、AD初始化、LED引脚初始化和蜂鸣器引脚初始化。

然后，在一个无限循环中，通过获取ADC通道1的数值来获取实际高度，并根据实际高度计算出控制电流的增量。然后将实际高度、增量、高度最小值和高度最大值显示在OLED屏幕上。根据按键的输入，可以改变设定值、最小值和最大值，并根据实际高度和设定值的比较来控制蜂鸣器和LED的状态。

整个代码的核心是PID控制器的实现，其中`PID_init`函数用于初始化PID控制器的参数，`PID_realize`函数用于计算增量，`main`函数中的循环中不断调用`PID_realize`函数来计算增量，并输出对应的控制电流。

增量式pid代码示例

以下是增量式PID的代码示例:

 /* 计算目标值与实际值的误差 */
 pid.err = pid.target_val - actual_val; // 目标值和实际值的误差 /* 积分项 */
 pid.integral += pid.err; //误差累积 /* 增量式PID算法实现 */
 pid.output_val = pid.Kp * (pid.err - pid.err_last) + pid.Ki * pid.err + pid.Kd * (pid.err -2 * pid.err_last + pid.err_before_last);
 /*误差传递 */
 pid.err_before_last = pid.err_last;
 pid.err_last = pid.err;
 /* 返回当前实际值 */
 return pid.output_val;
}

请注意，这段代码是在之前引用的中的示例代码的基础上进行修改的，将位置式PID转换为了增量式PID。增量式PID相较于位置式PID，使用增量值代替了实际值，可以更好地响应系统变化。