模糊PID算法的C语言代码

以下是一个简单的模糊PID算法的C语言代码示例：

#include <stdio.h>

// 模糊PID控制器参数
float Kp = 0.5;
float Ki = 0.2;
float Kd = 0.1;

// 模糊PID控制器输入输出变量
float error = 0.0;
float integral = 0.0;
float derivative = 0.0;
float output = 0.0;

// 模糊PID控制器模糊化变量
float error_mem[3] = {0.0, 0.0, 0.0};
float error_dif_mem[3] = {0.0, 0.0, 0.0};
float fuzzy_error[3] = {0.0, 0.0, 0.0};
float fuzzy_error_dif[3] = {0.0, 0.0, 0.0};
float fuzzy_output[3] = {0.0, 0.0, 0.0};

// 模糊PID控制器模糊化规则
float fuzzy_rule[3][3] = {{0.2, 0.5, 0.8},
                          {0.5, 0.8, 1.0},
                          {0.8, 1.0, 1.0}};

// 模糊PID控制器去模糊化规则
float defuzzy_rule[3][3] = {{-1.0, 0.0, 1.0},
                            {-1.0, 0.0, 1.0},
                            {-1.0, 0.0, 1.0}};

// 模糊PID控制器输入输出范围
float input_min = -100.0;
float input_max = 100.0;
float output_min = -255.0;
float output_max = 255.0;

// 模糊PID控制器输入输出映射函数
float map(float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max) {
    return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
}

// 模糊PID控制器模糊化函数
void fuzzy(float e, float de) {
    // 计算模糊化输入变量
    error_mem[0] = error_mem[1];
    error_mem[1] = error_mem[2];
    error_mem[2] = e;
    error_dif_mem[0] = error_dif_mem[1];
    error_dif_mem[1] = error_dif_mem[2];
    error_dif_mem[2] = de;
    // 计算模糊化输出变量
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        fuzzy_error[i] = 0.0;
        fuzzy_error_dif[i] = 0.0;
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            if (error_mem[2] <= fuzzy_rule[i][j]) {
                fuzzy_error[i] = j;
                break;
            }
        }
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            if (error_dif_mem[2] <= fuzzy_rule[i][j]) {
                fuzzy_error_dif[i] = j;
                break;
            }
        }
    }
    // 计算模糊化输出变量
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        fuzzy_output[i] = 0.0;
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            fuzzy_output[i] += fuzzy_rule[i][j] * fuzzy_error[j];
        }
        fuzzy_output[i] /= 2.0;
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            fuzzy_output[i] += fuzzy_rule[i][j] * fuzzy_error_dif[j];
        }
        fuzzy_output[i] /= 2.0;
    }
}

// 模糊PID控制器去模糊化函数
float defuzzy(void) {
    float x = 0.0;
    float y = 0.0;
    float w = 0.0;
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            float z = fuzzy_output[i];
            if (z < defuzzy_rule[i][j]) {
                z = defuzzy_rule[i][j];
            }
            if (z > defuzzy_rule[i][j + 1]) {
                z = defuzzy_rule[i][j + 1];
            }
            x += z * i;
            y += z * j;
            w += z;
        }
    }
    x /= w;
    y /= w;
    return map(x, 0.0, 2.0, output_min, output_max);
}

// 模糊PID控制器更新函数
float update(float set_point, float process_value) {
    // 计算误差
    error = set_point - process_value;
    // 计算积分项
    integral += error;
    // 计算微分项
    derivative = error - error_mem[2];
    // 模糊化
    fuzzy(error, derivative);
    // 去模糊化
    output = defuzzy();
    // 反馈输出
    return output;
}

// 主函数
int main(void) {
    // 模拟过程值和设定值
    float process_value = 0.0;
    float set_point = 100.0;
    // 模拟模糊PID控制器
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        process_value += update(set_point, process_value);
        printf("%f\n", process_value);
    }
    return 0;
}

需要注意的是，这只是一个简单的模糊PID算法的实现，实际应用中需要根据实际情况进行参数调整和算法优化。