用C语言写一个温控pid算法

在C语言中编写一个PID（比例积分微分）控制算法需要一些数学库（如`math.h`），以及对PID理论的理解。下面是一个简化版的PID控制器结构，假设我们有一个模拟的温度传感器值和目标温度：

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

// PID 控制器常量设置
#define Kp 0.5   // 比例系数
#define Ki 0.01  // 积分系数
#define Kd 0.05  // 微分系数
#define MAX_OUTPUT 100  // 输出限幅
#define SETPOINT 50   // 目标温度

typedef struct {
    float error;      // 当前误差
    float integral;   // 积分项
    float derivative; // 微分项
} PIDController;

PIDController pid;

void update_PID(float sensor_value) {
    float dt; // 时间步长，这里假设为1（实际应用中需要测量）
    float output;

    // 更新误差
    pid.error = SETPOINT - sensor_value;

    // 更新积分项（防止积分饱和）
    if (pid.integral > MAX_OUTPUT * dt) {
        pid.integral = MAX_OUTPUT;
    } else if (pid.integral < -MAX_OUTPUT * dt) {
        pid.integral = -MAX_OUTPUT;
    }
    pid.integral += pid.error * dt;

    // 更新微分项
    pid.derivative = (pid.error - pid.previous_error) / dt;

    // 计算PID输出
    output = Kp * pid.error + Ki * pid.integral + Kd * pid.derivative;

    // 应用输出限幅
    if (output > MAX_OUTPUT) {
        output = MAX_OUTPUT;
    } else if (output < -MAX_OUTPUT) {
        output = -MAX_OUTPUT;
    }

    // 存储上一次误差用于微分计算
    pid.previous_error = pid.error;

    printf("当前输出: %f\n", output); // 打印输出值
}

int main() {
    float sensor_value; // 模拟读取的实际温度

    while (true) {
        // 模拟从传感器获取值
        sensor_value = /* 根据实际情况获取 */;

        update_PID(sensor_value);
        // 等待一段时间后再获取下一次值（真实环境中可能是通过延时函数）
        sleep(1); // 这里只是一个示例，实际项目需替换为适当延迟机制
    }

    return 0;
}