基于AVR ATMega16 的PID控制算法程序

　　最近由于有些时间，于是想起了做一个PID设计，在网上收集了不少关于PID控制的理论，于是计划用mega16L做一个PID测试程序，发现一些意想不到的误差，不知各位同仁是否有遇到与我的类似的现象：我定义了一个PID结构体，在初始化的时候无法把每个元素的初始化值设置为0(见下面的仿真图)，而且，PID结构体中的部分参数是应该不变的，在整个PID运算中，但是不应该变化的参数却在PID运算发生了变化，不知道是什么原因，到现在也无法查出原因。有兴趣的朋友可以一起参与讨论或有经验的朋友 给与相关帮助，谢谢!

　　详细的代码和仿真情况如下：(我的硬件系统是本站的min Mega16/32 + JTAG ICE)

　　#include "config.h"

　　struct _PID

　　{

　　float PVn; //反馈信号变量

　　float SPn; //设定值

　　float Mn; //PID运算结果

　　float Kc; //比例系数

　　float Ts; //采样时间(ms)

　　float Ti; //积分时间(ms)

　　float Td; //微分时间(ms)

　　float Mx; //积分项调整参数

　　float PVn_1;//前一次反馈变量

　　float MPn; //比例项的结果值

　　float MIn; //积分项的结果值

　　float MDn; //微分项的结果值

　　};

　　struct _PID *myPID;

　　void init_myPID(void);

　　void init_ports(void);

　　void init_device(void);

　　float MPn_value(struct _PID *PID);

　　float MIn_value(struct _PID *PID);

　　float MDn_value(struct _PID *PID);

　　float Mx_value(struct _PID *PID);

　　float Mn_value(struct _PID *PID);

　　void main (void)

　　{

　　init_device();

　　init_myPID();

　　myPID->SPn = 155.5;

　　myPID->Kc = 13.2;

　　myPID->Ts = 0.2;

　　myPID->Ti = 600.0;

　　myPID->Td = 0.0;

　　myPID->PVn = 108.2;

　　while(1)

　　{

　　myPID->MPn = MPn_value(myPID);

　　myPID->MDn = MDn_value(myPID);

　　myPID->Mx = Mx_value(myPID);

　　myPID->MIn = MIn_value(myPID);

　　myPID->Mn = Mn_value(myPID);

　　myPID->PVn_1 = myPID->PVn;

　　}

　　}

　　/******************************************************************************/

　　void init_myPID(void)

　　{

　　myPID->PVn = 0.0;

　　myPID->SPn = 0.0;

　　myPID->Mn = 0.0;

　　myPID->Kc = 0.0;

　　myPID->Ts = 0.0;

　　myPID->Ti = 0.0;

　　myPID->Td = 0.0;

　　myPID->Mx = 0.0;

　　myPID->PVn_1 = 0.0;

　　myPID->MPn = 0.0;

　　myPID->MIn = 0.0;

　　myPID->MDn = 0.0;

　　}

　　//------------------------------------------------------------------------------

　　void init_ports(void)

　　{

　　PORTA = 0x00; //If ADC Function was be used,the PORTA could`t set bit 1

　　DDRA = 0x00; //the port set input mode.

　　PORTB = 0x00;

　　DDRB = 0x00;

　　PORTC = 0x00; //m103 output only

　　DDRC = 0x00;

　　PORTD = 0x00;

　　DDRD = 0x00;

　　}

　　//------------------------------------------------------------------------------

　　void init_device(void)

　　{

　　CLI();

　　init_ports();

　　MCUCR = 0x00; //Set Power control(State:Close)

　　GICR = 0x00; //Set boot guide(State:Close).

　　SEI(); //re-enable interrupts

　　//all peripherals are now initialized

　　}

　　// 计算 比例项的值

　　//------------------------------------------------------------------------------

　　float MPn_value(struct _PID *PID)

　　{

　　float myMPn = 0.0;

　　myMPn = PID->Kc *( PID->SPn - PID->PVn);

　　return myMPn;

　　}

　　//计算积分项的值

　　//------------------------------------------------------------------------------

　　float MIn_value(struct _PID *PID)

　　{

　　float myMIn = 0.0;

　　myMIn = PID->Kc*(PID->Ts/PID->Ti)*(PID->SPn - PID->PVn) + PID->Mx;

　　return myMIn;

　　}

　　//计算微分项的值

　　//------------------------------------------------------------------------------

　　float MDn_value(struct _PID *PID)

　　{

　　float myMDn = 0.0;

　　myMDn = PID->Kc * (PID->Td/PID->Ts) * (PID->PVn_1 - PID->PVn);

　　return myMDn;

　　}

　　//计算PID的结果

　　//------------------------------------------------------------------------------

　　float Mn_value(struct _PID *PID)

　　{

　　float myMn = 0.0;

　　myMn = PID->MPn + PID->MIn + PID->MDn;

　　return myMn;

　　}

　　//计算积分项的调整值

　　//------------------------------------------------------------------------------

　　float Mx_value(struct _PID *PID)

　　{

　　float myMx = 0.0;

　　if(PID->Mn > 1.0)

　　{

　　myMx = 1.0 - (PID->MPn + PID->MDn);

　　}

　　else if(PID->Mn < 0.0)

　　{

　　myMx = -(PID->MPn + PID->MDn);

　　}

　　return myMx;

　　}

　　运行到PID初始化函数：void init_myPID(void)时的仿真结果如下：无法全部初始化为0

　　运行到：

　　myPID->SPn = 155.5;

　　myPID->Kc = 13.2;

　　myPID->Ts = 0.2;

　　myPID->Ti = 600.0;

　　myPID->Td = 0.0;

　　myPID->PVn = 108.2;

　　重新赋值后，部分参数Ts并不为0.2