PID算法用C语言写

PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器是一种常用的控制算法，用于调整系统的输出，使其跟踪给定的目标值。在C语言中编写PID控制器，你需要明确三个核心部分：比例(P)、积分(I)和微分(D)。

下面是一个简单的PID控制器的C代码示例：

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

typedef struct {
    float Kp; // 比例系数
    float Ki; // 积分系数
    float Kd; // 微分系数
    float error; // 当前误差
    float integral; // 积分项
    float derivative; // 微分项
    float last_error; // 上一时刻的误差
    float dt; // 时间间隔
} PIDController;

void pid_update(PIDController *controller, float setpoint, float output) {
    float error = setpoint - output;
    controller->error = error;

    // 更新积分项
    if (fabs(controller->integral) > 1e-6)
        controller->integral += error * controller->Ki * controller->dt;
    else
        controller->integral = 0;

    // 更新微分项
    controller->derivative = (error - controller->last_error) / controller->dt;

    // PID计算
    float proportional = controller->Kp * error;
    float derivative_term = controller->Kd * controller->derivative;

    // 控制输出
    controller->output = proportional + controller->integral + derivative_term;

    // 记录当前误差
    controller->last_error = error;
}

// 初始化函数
void pid_init(PIDController *controller, float kp, float ki, float kd) {
    controller->Kp = kp;
    controller->Ki = ki;
    controller->Kd = kd;
    controller->integral = 0;
    controller->derivative = 0;
    controller->last_error = 0;
    controller->dt = 0.01; // 假设时间间隔为0.01秒
}

// 使用示例
int main() {
    PIDController pid;
    pid_init(&pid, 1, 0.1, 0.01); // 设置初始参数

    for (float i = 0; i <= 10; i += 0.01) {
        pid_update(&pid, 1.0, i);
        printf("Output at t=%f: %f\n", i, pid.output);
    }

    return 0;
}

这个例子中，`pid_update`函数负责实时更新控制器的状态，并根据当前误差、积分和微分项生成新的输出。`pid_init`函数初始化控制器的各项参数。