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PID_脚本实现.MCG分享!
发布时间:2025-04-20        浏览次数:0        返回列表

以下是一个基于通用脚本语言的PID控制算法实现示例(假设平台支持类似C语法),可根据具体MCG环境调整接口:

c


// PID控制器结构体

typedef struct {

float Kp;           // 比例系数

float Ki;           // 积分系数

float Kd;           // 微分系数

float Ts;           // 采样时间(秒)

float maxOutput;    // 输出限幅

float minOutput;

float integral;     // 积分项累积值

float prevError;    // 上次偏差

} PIDController;



// PID初始化

void PID_Init(PIDController *pid, float Kp, float Ki, float Kd, float Ts, float maxOut, float minOut) {

pid->Kp = Kp;

pid->Ki = Ki;

pid->Kd = Kd;

pid->Ts = Ts;

pid->maxOutput = maxOut;

pid->minOutput = minOut;

pid->integral = 0;

pid->prevError = 0;

}



// PID计算函数

float PID_Calculate(PIDController *pid, float setpoint, float measurement) {

// 计算偏差

float error = setpoint - measurement;



// 比例项

float Pout = pid->Kp * error;



// 积分项(带抗饱和)

pid->integral += error * pid->Ts;

float Iout = pid->Ki * pid->integral;



// 微分项

float derivative = (error - pid->prevError) / pid->Ts;

float Dout = pid->Kd * derivative;



// 计算总输出

float output = Pout + Iout + Dout;



// 输出限幅

if(output > pid->maxOutput) {

output = pid->maxOutput;

// 抗饱和处理:积分项不再累积

pid->integral -= error * pid->Ts;

} else if(output < pid->minOutput) {

output = pid->minOutput;

pid->integral -= error * pid->Ts;

}



// 保存本次偏差

pid->prevError = error;



return output;

}




int main() {

PIDController pid;

PID_Init(&pid, 2.5, 0.5, 0.1, 0.1, 100.0, -100.0); // 初始化参数



float setpoint = 50.0;    // 目标值

float measurement;         // 测量值(需从传感器获取)



while(1) {

measurement = read_sensor(); // 获取实际测量值

float controlSignal = PID_Calculate(&pid, setpoint, measurement);

apply_output(controlSignal); // 应用控制量到执行机构

delay(pid.Ts * 1000);        // 等待采样周期

}

}

关键参数说明

  1. Kp/Ki/Kd:需通过系统辨识或试凑法整定

  2. Ts:建议设置为实际控制周期(如100ms对应Ts=0.1)

  3. 抗饱和处理:防止积分项在输出限幅时继续累积

  4. 微分项优化:可加入低通滤波避免高频噪声放大

调试建议

  1. 先调P,再加D,最后加I

  2. 使用临界比例度法或Ziegler-Nichols方法整定参数

  3. 监控PV/SP曲线,观察超调量和调节时间

  4. 对快速系统可加入微分先行或不完全微分

扩展功能

  • 加入设定值渐变(Setpoint Ramping)

  • 实现自动/手动模式切换

  • 添加前馈控制(Feedforward)

  • 实现自适应PID参数调整

具体实现时需根据:

  1. MCG平台的API接口(如传感器读取和执行机构控制函数)

  2. 数据类型(可能需使用浮点数或定点数)

  3. 实时性要求(是否需使用中断服务程序)

建议参考平台手册中的PID模块说明,部分高级控制器已内置PID算法库可直接调用。

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