定點PID演算法

之前使用有硬體浮點單元的微控制器，就一直在用浮點pid，最近在stm32f1上面跑foc，再使用浮點肯定是不太合適的了，就研究了下stm32官方的定點pid。由於foc演算法一般使用pi就夠了，所以下面演算法只有pi（比例，積分）部分，沒有加入d(微分)部分。

typedef
struct
mc_pid_t;

st的**喜歡用h開頭表示16位資料，w開頭表示32位資料，對於需要做定點乘法的**來說，這種表示方法能避免出錯，所以我們這裡沿用這種表示方法。

變數名含義

h_kp

當前使用的kp值

h_ki

當前使用的ki值

w_integral_term

積分項的值，由於積分項需要累加，所以將其值儲存在結構體中

w_upper_integral_limit

積分項的最大值

w_lower_integral_limit

積分項的最小值

h_upper_output_limit

輸出的最大值

h_lower_output_limit

輸出的最小值

h_kp_divisor_pow2

比例項右移的位數

h_ki_divisor_pow2

比例項右移的位數

在我們使用浮點pid演算法時，kp，ki的值我們都能夠設定成小數，而定點不行。那怎麼處理呢？最簡單的辦法就是，將比例項和積分項都除以乙個數，如果kp為1，除以10就相當於kp是0.1了。

在stm32這樣的微控制器中，進行除法運算效率也是比較低的，所以採用右移運算，右移1位表示除以2，右移2位表示除以2^2，一次類推。。。我們變數名中的pow2就是這個意思了，表示以2為底數，變數值為指數的冪。

int16_t mc_pi_controller
(mc_pid_t *pid, int32_t w_process_var_error)
else}}
else}}
// 限制積分項範圍
if(w_integral_sum_tmp > pid->w_upper_integral_limit)
else
if(w_integral_sum_tmp < pid->w_lower_integral_limit)
else
}/* 3 - 計算pid運算的輸出 */
/* 注意：下面這行**不滿足 misra規範；使用者需要驗證編譯器是使用cortex-m3 asr(算術右移指令)而不是
lsr(邏輯右移指令)來處理右移操作，否則結果會得到錯誤的結果。 
筆者驗證過，絕大多數arm系列的編譯器(gcc armcc armclang)，對於這行**都會使用asr，如不需要進行misra認證，這裡可以放心使用。 */
w_output_32 =
(w_proportional_term >> pid->h_kp_divisor_pow2)
+(pid->w_integral_term >> pid->h_ki_divisor_pow2)
;// 限制pid輸出的範圍
if(w_output_32 > h_upper_output_limit)
else
if(w_output_32 < h_lower_output_limit)
else
pid->w_integral_term +
= w_discharge;
return
((int16_t)
(w_output_32));
}

**中都加入了注釋，直接看**中的注釋就好啦。

定點PID演算法

pid演算法 pid控制原理

PID演算法知識

模糊PID演算法

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