pid调节过程出现数据跳变

fktry · 发表于 2019-2-25 21:28:58

本帖最后由 fktry 于 2019-2-25 21:32 编辑

在做一个恒温控制系统，使用灯泡加热温度，DS18B20采集实时温度。

下面这张图片是在出现超调之后，温度自然下降的过程当中，出现的一个问题。像是程序出现的bug。

PID参数参数值

从左到右第一个数值是PID的最终输出，P代表P值，依次类推。

这是主函数：
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "lcd.h"
#include "ds18b20.h"
#include "pid.h"
#include "timer.h"
#include "key.h"
#include "exti.h"

u8 SetValue=30;
PID pid;

int main(void)
{
      u8 t=0,key;
      short temperature;
  float temperature1;
      NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
      delay_init(168);  //初始化延时函数
      uart_init(115200);             //初始化串口波特率为115200
  TIM3_Int_Init(100,8400-1);  //定时器3初始化，每两百毫秒更新一次数据
      KEY_Init();    //按键初始化
      EXTIX_Init();    //中断初始化
      PID_Init();    //PID初始化
      LED_Init();                               //初始化LED
      LCD_Init();    //LCD初始化
  POINT_COLOR=RED;  //设置字体为红色
  LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"Set Value:"); //显示设置值提示字母
  LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"Current Value:");       //显示当前值提示字母
      LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"PID OUT:");  //显示PID值
      while(DS18B20_Init())       //DS18B20初始化
      {
            LCD_ShowString(30,30,200,16,16,"DS18B20 Error");
            delay_ms(200);
            LCD_Fill(30,30,239,130+16,WHITE);
               delay_ms(200);
      }
      LCD_ShowString(30,30,200,16,16,"DS18B20 OK");
      POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
      LCD_ShowString(140,110,200,16,16," . C");
      while(1)
      {
            key=KEY_Scan(0);
            if(key)
                     {
                                    switch(key)
                                    {
                                             case 1: SetValue+=5; break; //设定值自加5

                                             case 2: SetValue-=5; break; //设定值自减5

                                             case 3:  SetValue=30; break;       //回到原来的设定值
                                    }
                     }

                     pid.Sv=SetValue; //将设定值赋给结构体

            LCD_ShowNum(110,70,SetValue,2,16);       //显示设定值
               if(t%10==0)//每100ms读取一次
            {
                     temperature=DS18B20_Get_Temp();

   temperature1=       DS18B20_Get_Temp();             //将当前值赋给结构体
                     pid.Pv=temperature1/10;

                     if(temperature<0)
                     {
                              LCD_ShowChar(100+40,110,'-',16,0);                      //显示负号
                              temperature=-temperature;                                     //转为正数
                     }else LCD_ShowChar(100+40,110,' ',16,0);                      //去掉负号
                     LCD_ShowNum(100+40+8,110,temperature/10,2,16);       //显示正数部分
                        LCD_ShowNum(100+40+32,110,temperature%10,1,16);       //显示小数部分
            }
               delay_ms(10);
            t++;
            if(t==40)
            {
                     t=0;
                     LED0=!LED0;
                     PID_Calc(); //每200毫秒，计算PID
                     LCD_ShowNum(100,150,pid.OUT,2,16);  //显示整数部分
//                      LCD_ShowNum(100,190,pid.Iout,2,16);
                     printf("%2.1F\n",pid.OUT);
                     printf("  P:%2.2F\n",pid.Pout);
                     printf("  I:%2.2F\n",pid.Iout);
                     printf("  D:%2.2F\n",pid.Dout);
            }
      }
}

这是PID.C里边的代码
#include "pid.h"
#include "sys.h"

void PID_Init(void)//PID参数初始化函数
{
      pid.Kp=50; //比例系数
      pid.T=500; //PID计算周期
      pid.Ti=5000; //积分时间
      pid.Td=1500; //微分时间
      pid.OUT0=2;
}

void PID_Calc(void) //pid计算函数
{
      float Dk;
      float OUT;

      pid.Ek=pid.Sv-pid.Pv; //得到当前偏差值

      pid.Pout=pid.Kp*pid.Ek;    //比例输出

      pid.SEk+=pid.Ek;       //历史偏差总和

      Dk=pid.Ek-pid.Ek_1;    //最近两次偏差之差

      pid.Iout=pid.Kp*pid.T/pid.Ti*pid.SEk;  //积分输出

      pid.Dout=pid.Kp*pid.Td/pid.T*Dk;    //微分输出
//
      OUT=pid.Pout+pid.Iout+pid.Dout+pid.OUT0; //本次的计算结果

      if(OUT>90) //PID输出限幅
      {
            OUT=90;
      }

      if(OUT<10)
      {
            OUT=10;
      }

      pid.OUT=OUT;

      pid.Ek_1=pid.Ek;  // 更新偏差
}