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#位置式|增量式PID区别

        本系列的前两篇讲的是位置式PID  没有增量式  PID ，PID的变种有很多，常见的有  位置式PID  增量式PID   PI   PD  抗饱和PID  微分先行PID  自适应PID  模糊PID 这些都是PID算法的类型。

       位置式PID；这种PID算法应用在闭环系统中，输出影响下得到的值是新的输入值，这个新的输入值就是对整个闭环系统总共的作用量

                                公式：PID=Kp*e(k)+Ki*∑e(k)+Kd[e（k）-e(k-1)]

        增量式PID：顾名思义，增量式PID计算得出的值，是增量，是系统输入量的基础上再增加的量，增量并不是直接作用在闭环系统的值，这个值需要加上闭环系统原本的输入量，才是作用于闭环系统的输入值。

                                公式：PID=Kp[e（k）-e(k-1)]+Ki*e(k)+Kd[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]

        这两个公式Kp  还有Kd  是不一样的，如果在代码里面看到，计算相同的代码，就知道是增量式PID  还是位置式PID。

#位置式PID相关变量命名

         首先在闭环控制系统中，有期望值  目前值  还有差值，声明  期望值   和  目前值  和 差值   还有给 PID中的  P算法   I算法  D算法  先声明三个变量。

extern float Velcity_Kp,Velcity_Ki,Velcity_Kd;

          这里只讲位置式PID的代码，在位置式PID函数的作用下是一个闭环控制系统，也就是输出对输入有影响， CurrentVelocity 就是输出，那么这个值对输入有影响， CurrentVelocity 这个值要写到PID函数里面才能有影响，然后这个控制系统根据与 TargetVelocity 的差值，会产生一个新的输入值是 Control_Velocity，同理重复循环，形成了一个闭环控制系统，结论，TargetVelocity  Control_Velocity   是PID的参数之一。

int Control_Velocity;//  经过PID系统，新的作用系统的输出值。

 int CurrentVelocity ; //实际目前速度

int TargetVelocity;//目标速度

        同时 TargetVelocity  这个值，与 CurrentVelocity  进行比较的，计算出差值，这个差值经过PID算法后产生新的 Control_Velocity ，也就是说Error。这个参数也是PID控制系统所需要的。 

int Error;
Error = TargetVelocity - CurrentVelocity;//期望速度与目前速度的差值。

  

       

        同时 Kp  Ki  Kd 这三个变量因为组成了PID算法函数，是必须给数值的，同时调节PID参数也是调节这三个值的参数。从而达到更好的控制系统表现。

//定义PID参数
#define Kp  1.0
#define Ki  0.0
#define Kd  0.0

        前两篇讲解了，纯理论公式，同时也知道了，PID算法 由P算法(Kp)    比例   I算法(Ki)  积分  D算法(Kd)   微分   组成，实际应用中，更多的是使用这三种算法的组合形式，PI  PD  PID  。

        由于 D算法(Kd)，是两次误差的值，如果差值过大，Kd也就越大对Kp的抑制也就越大，需要有三个参数，上次误差Last_Error，和Error，还有 derivate。

        由于Ki算法，是对误差的累加算法，需要对其进行限制幅，这里需要两个参数  Ki_Max Ki*integral    因为是位置式PID 需要对Ki进行限幅度 ，如果是增量式PID 需要对输出限幅，同时Ki也就是积分是累加的，是用 integral(积分)，进行命名。

        同时Kp算法，使用参数比较少，只需要Error，前面已经声明过了，到了这里，已经讲解了，位置式PID，需要用到的参数，如果像上面一个一个声明，太麻烦了，直接定义结构体，更好一点。下面定义结构体。

typedef struct //定义结构体参数
{float Velcity_Kp;float Velcity_Ki;float Velcity_Kd;float Error;float Last_Error;float integral;float derivate;int Control_Velocity;
}PID;

#相关PID组合函数进行编写

PID初始化函数编写

void PID_Init(PID*pid,float Velcity_Kp ,float Velcity_Ki,float Velcity_Kd)
{pid->Velcity_Kp = Velcity_Kp;pid->Velcity_Ki = Velcity_Ki;pid->Velcity_Kd = Velcity_Kd;pid->Error = 0;pid->Last_Error = 0;pid->integral = 0;pid->Control_Velocity = 0;pid->derivate = 0 ; 
}
//这里声明一个指针，然后对一个结构体 取地址& 代表要初始化的实例 

        首先定义初始化函数，用来对PID结构体里面的所有成员变量进行初始化，同时传入#define  kp | ki  | kd  的值，

        到这里将，前面所有讲解的代码整合，应该是这个样子的。

PI组合函数

        到了这一步还需要再声明一个函数，用来运行PID返回计算结果。

float   PID_Calculate (PID*pid,float Velcity_Kp ,float Velcity_Ki ,float Velcity_Kd )
{pid->Error    = pid->Current_Velocity  - pid->TargetVelocity;pid->integral +=pid->Error;pid->Control_Velocity  = pid->Velcity_Kp*pid->Error + pid->Velcity_Ki*pid->integral;     pid->Last_Error = pid->Error; return pid->Control_Velocity;}

PD组合函数

float   PID_Calculate (PID*pid,float Velcity_Kp ,float Velcity_Ki ,float Velcity_Kd )
{pid->Error    = pid->Current_Velocity  - pid->TargetVelocity;pid->derivate = pid->Error - pid->Last_Error;pid->Control_Velocity  = pid->Velcity_Kp*pid->Error  +pid->Velcity_Kd*pid->derivate;     pid->Last_Error = pid->Error; return pid->Control_Velocity;}

PID组合函数

float   PID_Calculate (PID*pid,float Velcity_Kp ,float Velcity_Ki ,float Velcity_Kd )
{pid->Error    = pid->Current_Velocity  - pid->TargetVelocity;pid->integral +=pid->Error;pid->derivate = pid->Error - pid->Last_Error;pid->Control_Velocity  = pid->Velcity_Kp*pid->Error + pid->Velcity_Ki*pid->integral +pid->Velcity_Kd*pid->derivate;     pid->Last_Error = pid->Error; return pid->Control_Velocity;}

        PID本身就是一个应用在 云台  编码电机上的东西，单讲PID不讲应用在云台或者电机，意义不大，本篇今天收藏过30，两天内立即更  PID应用在舵机云台，编码电机，附带调试细节，附带源码。

        最后整体程序是下图这个样子

//定义PID参数
#define Kp  1.0
#define Ki  0.0
#define Kd  0.0typedef struct //定义结构体参数
{float Velcity_Kp;float Velcity_Ki;float Velcity_Kd;float Error;float Last_Error;float integral;float derivate;int Control_Velocity;
}PID;void PID_Init(PID*pid,float Velcity_Kp ,float Velcity_Ki,float Velcity_Kd);int main()
{PID  servo;//声明PID 结构体 变量PID_Init(&servo,Kp,Ki,Kd);//这几个宏定义在PID.h文件里面。
while (1){int output = PID_Calculate(&servo,0,180);setAngle(0,output);}
}void PID_Init(PID*pid,float Velcity_Kp ,float Velcity_Ki,float Velcity_Kd)
{pid->Velcity_Kp = Velcity_Kp;pid->Velcity_Ki = Velcity_Ki;pid->Velcity_Kd = Velcity_Kd;pid->Error = 0;pid->Last_Error = 0;pid->integral = 0;pid->Control_Velocity = 0;pid->derivate = 0 ; 
}

                欢迎指正，希望对你，有所帮助！！！