PID在编程中怎么应用啊？

Posted 2023-05-01

单片机控制舵机

给你个Step 7写的PID控制的FC模块。带"_IN"与带"_OUT"的变量，如果前缀是一样的，要求连接同一个变量。

FUNCTION FC1 : VOID

VAR_INPUT
Run:BOOL; //True-运行，False-停止
Auto:BOOL; //True-自动，False-手动
ISW:BOOL; //True-积分有效，False-积分无效
DSW:BOOL; //True-微分有效，False-微分无效
SetMV:REAL; //手动时的开度设定值
SVSW:REAL; //当设定值低于SVSW时，开度为零
PV:REAL; //测量值
SV:REAL; //设定值
DeadBand:REAL; //死区大小
PBW:REAL; //比例带大小
IW:REAL; //积分带大小
DW:REAL; //微分带大小
dErr_IN:REAL; //误差累积
LastPV_IN:REAL; //上一控制周期的测量值
END_VAR

VAR_OUTPUT
MV:REAL; //输出开度
dErr_OUT:REAL; //误差累积
LastPV_OUT:REAL;//上一控制周期的测量值
END_VAR

VAR
Err:REAL; //误差
dErr:REAL; //误差累积
PBH:REAL; //比例带上限
PBL:REAL; //比例带下限
PVC:REAL; //测量值在一个控制周期内的变化率，即测量值变化速率
P:REAL; //比例项
I:REAL; //积分项
D:REAL; //微分项
END_VAR

IF Run=1 THEN
IF Auto=1 THEN
IF SV>=SVSW THEN
Err:=SV-PV;
PBH:=SV+PBW;
PBL:=SV-PBW;
IF PV<PBL THEN
MV:=1;
ELSIF PV>PBH THEN
MV:=0;
ELSE
P:=(PBH-PV)/(PBH-PBL); //计算比例项
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/////////////////////////////////////////////以下为积分项的计算//////////////////////////////////////////////////////////////
IF ISW=1 THEN
dErr:=dErr_IN;
IF (PV<(SV-DeadBand)) OR (PV>(SV+DeadBand)) THEN
IF (dErr+Err)<(0-IW) THEN
dErr:=0-IW;
ELSIF (dErr+Err)>IW THEN
dErr:=IW;
ELSE
dErr:=dErr+Err;
END_IF;
END_IF;
I:=dErr/IW;
dErr_OUT:=dErr;
ELSE
I:=0;
END_IF;
/////////////////////////////////////////////以上为积分项的计算//////////////////////////////////////////////////////////////
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/////////////////////////////////////////////以下为微分项的计算//////////////////////////////////////////////////////////////
IF DSW=1 THEN
PVC:=LastPV_IN-PV;
D:=PVC/DW;
LastPV_OUT:=PV;
ELSE
D:=0;
END_IF;
/////////////////////////////////////////////以上为微分项的计算//////////////////////////////////////////////////////////////
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
IF (P+I+D)>1 THEN
MV:=1;
ELSIF (P+I+D)<0 THEN
MV:=0;
ELSE
MV:=P+I+D;
END_IF;
END_IF;
ELSE
MV:=0;
END_IF;
ELSE
MV:=SetMV;
END_IF;
ELSE
MV:=0;
END_IF;

END_FUNCTION 参考技术A 你根据需要设置一下电压还是电流输入，PLC上有设置开关。此外编程时AD后都是数字量，几乎没啥区别，读入MOV AIW0 VW100，后面就是你的处理算法
请参考 参考技术B http://wenku.baidu.com/view/5b0fbce0524de518964b7ddd.html

看看我的文章 就知道了

什么是回调，回调在编程中的含义

回调函数的最初需求背景

回调函数我能想到的最古老的场景就是系统编程会用到。

编程分为两类：

• 系统编程（system programming）
• 应用编程（application programming）

什么是系统编程：
所谓系统编程，简单来说，就是编写各种各样的功能库。比如Windows里面的win32、gdi32库，win32就能调用主机硬件和系统层的功能，gdi32能用来绘制图形相关。这些库就等着那些做应用的人来调用就行。

什么是应用编程：
而应用编程就是利用已经写好的各种系统功能库、语言功能库来编写具某种业务功能用的程序，就是应用。比如一个基础的爬虫程序，可以利用python语言和requests库来完成，一个基础的Web站点可以利用Java语言和Java Servlet库来完成。

系统编程和回调的关系

系统程序员会给自己写的库留下一些接口，即API，以供应用程序员使用。所以在抽象层的图示里，库位于应用的底下。当程序跑起来时，一般情况下，应用程序会时常通过API调用库里所预先备好的函数。但是有些库函数却要求应用先传给它一个函数，好在合适的时候调用，以完成目标任务。 这个被传入的、后又被调用的函数就称为回调函数（callback function）。

如果你看文字看得比较懵，那么你看我画的图（下面是图1）：

理解回调前，先理解同步调用

同步调用是以一种阻塞式调用，简单来说就是从上往下，顺序执行。 而回调就是一种非同步调用式顺序。

比如说：古代的长城的烽火传递信息，现在我们假设每个烽火只能看到相邻的烽火状态，每个烽火的状态只有亮和暗。

现在有A、B、C、D四个烽火，A首先点亮，B看到A的烽火亮了，立马去点火，花了2秒点亮。但是这时候负责C烽火的人在睡觉，可是这时候所有人都在等待C点亮，终于C睡了2个小时候看到了B点亮，然后去点亮。D由于长期没有点亮，导致烽火出现问题，因此整个过程都在等待D的完成。

同步调用的案例代码：

print("start.")
print(123)
print(456)

a = 7
if a > 6:
    print(789)

print(91011)
print("end.")

回调需要解决的问题

常见的系统都会开发出很多库，库里面有很多函数。而有些函数，需要调用者根据自己的需求来写入要调用的函数。因为这个在编写库的时候没法预测，只能由调用者输入，所以就需要回调机制。

回调函数怎么解决实际问题的案例

回调就是通过如下方式来解决上面说的问题。

• 函数能变成参数
• 灵活、自定义的方式调用

函数变参数案例

def doubel(x):
    return 2*x

def quadruple(x):
    return 4*x

# mind function
def getAddNumber(k, getEventNumber):
    return 1 + getEventNumber(k)

def main():
    k=1
    i=getAddNumber(k,double)
    print(i)
    i=getAddNumber(k,quadruple)
    print(i)

# call main
main()

输出结果：

3
5

灵活、自定义的方式调用（酒店叫醒旅客）案例

这个案例真是回调的灵魂所在了，假设你是酒店的前台小姐姐，你不可能知道今晚入住的旅客需不需要明天要不要叫醒服务、需要什么样的叫醒服务。

def call_you_phone(times):
    """
    叫醒方式： 给你打电话
    :param times: 打几次电话
    :return: None
    """
    print('已经给旅客拨打了电话的次数:', str(times))

def knock_you_door(times):
    """
    叫醒方式： 去敲你房间门
    :param times: 敲几次门
    :return: None
    """
    print('已经给旅客敲门的次数:', str(times))

def no_service(times):
    """
    叫醒方式： 无叫醒服务. （默认旅客是选无叫醒服务）
    :param times: 敲几次门
    :return: None
    """
    print('顾客选择无服务.不要打扰他的好梦。')

def front_desk(times, function_name=no_service()):
    """
    这个相当于酒店的前台，你去酒店之后，你要啥叫醒方式都得在前台说
    这里是实现回调函数的核心，相当于一个中转中心。
    :param times:次数
    :param function_name:回调函数名
    :return:调用的函数结果
    """
    return function_name(times)

if __name__ == '__main__':
    front_desk(100, call_you_phone)  # 意味着给你打100次电话，把你叫醒

输出：

已经给旅客拨打了电话的次数:100

实际应用（Python的requests库自带的事件钩子）

这个案例就很好解决原本程序是同步机制执行的，但是通过钩子事件，就可以优先去执行一些先行步骤。而这个钩子事件的原理就是函数回调。

import requests

def env_hooks(response, *args, **kwargs):
    print(response.headers['Content-Type'])

def main():
    result = requests.get("https://api.github.com", hooks=dict(response=env_hooks))
    print(result.text)

if __name__ == '__main__':
    main()

输出：

application/json; charset=utf-8
{"current_user_url":"https://api.github.com/user","current_user_authorizations_html_url":"...省略"}

课后思考题

看完了上面的案例，请你回答如下几个问题

1.回调在那些场景下使用？
2.回调必须以函数为参数吗？
3.回调和异步的差异在哪里？

把你的思考评论在评论区里面，我会抽空给你回复的。

参考文献

参考：https://www.zhihu.com/question/19801131
参考：https://blog.csdn.net/dan15188387481/article/details/50016227