arduino串级pid

串级PID控制是一种常见的控制策略，可以用于控制系统中多个环节的变量。在Arduino上实现串级PID控制，需要分别设计两个PID控制器，一个用于内环控制，另一个用于外环控制。内环控制器控制内环变量，外环控制器控制外环变量，然后将内环输出作为外环的输入。

下面是一个简单的串级PID控制器示例代码：

double Setpoint = 30.0;
double Input, Output;
double Kp = 2.0, Ki = 5.0, Kd = 1.0; // 外环PID参数
double Kp1 = 1.0, Ki1 = 2.0, Kd1 = 0.5; // 内环PID参数
double lastInput, lastOutput;
double innerSetpoint = 50.0;

PID innerPID(&Input, &lastInput, &innerSetpoint, Kp1, Ki1, Kd1, DIRECT);
PID outerPID(&lastOutput, &Output, &Setpoint, Kp, Ki, Kd, DIRECT);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  innerPID.SetMode(AUTOMATIC);
  outerPID.SetMode(AUTOMATIC);
  innerPID.SetOutputLimits(-255, 255);
  outerPID.SetOutputLimits(-255, 255);
}

void loop() {
  Input = analogRead(A0); // 读取内环传感器
  innerPID.Compute(); // 内环PID计算
  lastInput = Output; // 内环输出作为外环输入
  outerPID.Compute(); // 外环PID计算
  analogWrite(3, Output); // 控制外环执行器
  Serial.print(Input);
  Serial.print(" ");
  Serial.println(Output);
  delay(100);
}

在上面的代码中，我们使用了Arduino的PID库来实现PID控制器。首先，定义两个PID对象innerPID和outerPID，分别用于内环和外环控制。在setup函数中，我们将两个PID对象设置为自动模式（AUTOMATIC），同时设置了输出范围。在loop函数中，我们读取内环传感器的值，计算内环PID控制器的输出lastInput，然后将其作为外环PID控制器的输入，计算外环PID控制器的输出Output，最后通过analogWrite函数将Output作为控制外环执行器的PWM信号输出。

需要注意的是，在串级PID控制器中，内环控制器的控制周期应该要比外环控制器短，以保证内环控制器能够及时响应内环变量的变化，从而更好地控制外环变量。