#include <PID_v1.h>是什么

`#include <PID_v1.h>` 是一个 Arduino 的库文件，用于实现 PID 控制算法。PID 是一种广泛应用于工业控制系统中的反馈控制算法，它通过比较实际输出值和期望输出值之间的差异来调整控制器的输出，从而使系统的控制精度得到提高。该库实现了 PID 算法的核心功能，包括计算输出值、设置控制参数等。在 Arduino 控制器中使用 PID 算法可以实现对各种物理量的精确控制，如温度、湿度、速度等。

相关问题

#include <PID_v1.h>常用函数

常用函数如下：

1. `PID` 构造函数：`PID myPID(&Input, &Output, &Setpoint, Kp, Ki, Kd, DIRECT);`
其中，`Input` 是输入值的指针，`Output` 是输出值的指针，`Setpoint` 是设定值的指针，`Kp`、`Ki`、`Kd` 分别是比例、积分、微分系数，`DIRECT` 表示方向，`DIRECT` 为 `true` 时，表示正向控制，为 `false` 时，表示反向控制。

2. `Compute()` 函数：`myPID.Compute();`
该函数用于计算输出值，需要在主循环中反复调用。

3. `SetMode()` 函数：`myPID.SetMode(AUTOMATIC);`
该函数设置 PID 控制器的模式，`AUTOMATIC` 表示自动模式，`MANUAL` 表示手动模式。

4. `SetOutputLimits()` 函数：`myPID.SetOutputLimits(0, 255);`
该函数设置输出范围，防止输出值超出范围。

5. `SetSampleTime()` 函数：`myPID.SetSampleTime(100);`
该函数设置采样时间，单位为毫秒。

6. `SetTunings()` 函数：`myPID.SetTunings(Kp, Ki, Kd);`
该函数设置 PID 控制器的参数。

7. `SetControllerDirection()` 函数：`myPID.SetControllerDirection(DIRECT);`
该函数设置控制器的方向，与 `PID` 构造函数中的 `DIRECT` 参数相同。

8. `GetKp()`、`GetKi()`、`GetKd()` 函数：分别用于获取比例、积分、微分系数的值。

9. `GetMode()` 函数：用于获取当前 PID 控制器的模式（自动或手动）。

10. `GetOutputSum()` 函数：用于获取积分项之和。

11. `GetError()` 函数：用于获取当前误差值。

12. `GetSetpoint()` 函数：用于获取设定值。

若机械组将新步兵底盘设计为三个全向轮，且使用键盘控制，将如何修改上一题的代码 #include<stdio.h> typedef struct { float ch[5]; } rc; int main(){ } void mecanum_wheel_speed(){ } void RC_control(){ } Void PID_calc{ }

如果机械组将新步兵底盘设计为三个全向轮，并且使用键盘控制，那么需要修改的部分就是mecanum_wheel_speed()函数中的计算方式。以下是修改后的代码示例：

#include <stdio.h>
#include <conio.h> //需要使用getch()函数来读取键盘输入

typedef struct {
    float ch[5];
} rc;

rc rc_data; //定义一个全局变量，用于存储遥控器数据

int main() {
    while (1) { //无限循环，实时读取键盘输入并控制底盘
        if (kbhit()) { //如果有键盘输入
            char c = getch(); //读取键盘输入
            switch (c) { //根据不同的按键进行不同的操作
                case 'w': //向前走
                    rc_data.ch[0] = 0.5f; //设定左前轮和右前轮的速度为0.5
                    rc_data.ch[1] = 0.5f;
                    rc_data.ch[2] = 0.0f; //设定后轮的速度为0
                    break;
                case 's': //向后走
                    rc_data.ch[0] = -0.5f; //设定左前轮和右前轮的速度为-0.5
                    rc_data.ch[1] = -0.5f;
                    rc_data.ch[2] = 0.0f; //设定后轮的速度为0
                    break;
                case 'a': //向左平移
                    rc_data.ch[0] = 0.0f; //设定左前轮的速度为0
                    rc_data.ch[1] = 0.5f; //设定右前轮的速度为0.5
                    rc_data.ch[2] = -0.5f; //设定后轮的速度为-0.5
                    break;
                case 'd': //向右平移
                    rc_data.ch[0] = 0.0f; //设定左前轮的速度为0
                    rc_data.ch[1] = -0.5f; //设定右前轮的速度为-0.5
                    rc_data.ch[2] = 0.5f; //设定后轮的速度为0.5
                    break;
                case 'q': //左转
                    rc_data.ch[0] = 0.0f; //设定左前轮和后轮的速度为-0.5
                    rc_data.ch[1] = 0.5f;
                    rc_data.ch[2] = -0.5f;
                    break;
                case 'e': //右转
                    rc_data.ch[0] = 0.0f; //设定左前轮和后轮的速度为0.5
                    rc_data.ch[1] = -0.5f;
                    rc_data.ch[2] = 0.5f;
                    break;
                default: //其他按键
                    rc_data.ch[0] = 0.0f; //设定所有轮的速度为0
                    rc_data.ch[1] = 0.0f;
                    rc_data.ch[2] = 0.0f;
                    break;
            }
        }
        mecanum_wheel_speed(); //计算三个轮子的速度
        RC_control(); //通过串口发送控制信号
        PID_calc(); //计算PID控制器输出
    }
}

void mecanum_wheel_speed() {
    float vx = rc_data.ch[0]; //vx表示x方向的速度
    float vy = rc_data.ch[1]; //vy表示y方向的速度
    float w = rc_data.ch[2]; //w表示角速度

    float v1 = vx - w; //计算左前轮的速度
    float v2 = vy + w; //计算右前轮的速度
    float v3 = vx + w; //计算后轮的速度

    //将三个轮子的速度存储到全局变量中，以便后续的控制操作使用
    rc_data.ch[0] = v1;
    rc_data.ch[1] = v2;
    rc_data.ch[2] = v3;
}

void RC_control() {
    //通过串口发送遥控器数据
}

void PID_calc() {
    //计算PID控制器输出
}

在上述代码中，我们使用了getch()函数来实时读取键盘输入，并根据不同的按键进行不同的操作。在mecanum_wheel_speed()函数中，我们使用了全向轮的运动学模型来计算出三个轮子的速度，并将这三个速度存储到rc_data结构体中，以便后续的控制操作使用。其他部分的代码与之前的代码基本相同，不再赘述。