pid控制c语言代码

PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器是一种常见的自动控制算法，在C语言中编写PID控制代码通常用于工业过程控制、机器人运动控制等场景。以下是一个简单的PID控制器的C语言实现示例，使用结构体和函数来管理参数和计算控制信号：

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

typedef struct {
    double kp;    // 比例系数
    double ki;    // 积分系数
    double kd;    // 微分系数
    double prev_error;  // 上一时刻的误差
    double integral;   // 积分累加
    double derivative; // 微分项
} PID;

double calculate_PID(PID *pid, double error) {
    double output;
    
    pid->integral += error; // 积分更新
    pid->derivative = error - pid->prev_error; // 微分更新
    
    output = pid->kp * error + pid->ki * pid->integral + pid->kd * pid->derivative; // 控制信号计算
    pid->prev_error = error; // 更新上一时刻的误差
    
    return output;
}

void setup_PID(PID *pid, double kp, double ki, double kd) {
    pid->kp = kp;
    pid->ki = ki;
    pid->kd = kd;
    pid->prev_error = 0.0;
    pid->integral = 0.0;
    pid->derivative = 0.0;
}

int main() {
    PID pid;
    double setpoint = 0.0, process_value = 0.0, error, dt = 0.01; // 假设采样周期为0.01秒
    const double max_output = 100.0; // 输出限制

    setup_PID(&pid, 1.0, 0.1, 0.01); // 初始化参数

    while (1) {
        error = setpoint - process_value;
        double control_signal = calculate_PID(&pid, error);
        
        // 应用PID输出到实际系统，这里仅作示例，实际应用需考虑饱和限制
        if (control_signal > max_output) {
            control_signal = max_output;
        } else if (control_signal < -max_output) {
            control_signal = -max_output;
        }
        
        process_value += control_signal * dt; // 模拟系统的响应
        
        printf("Error: %lf, Control Signal: %lf\n", error, control_signal);
    }

    return 0;
}