定点PID算法

2024-06-30 23:47| 来源: 网络整理| 查看: 265

目录前言结构体 Show you the code

前言

之前使用有硬件浮点单元的单片机，就一直在用浮点PID，最近在STM32F1上面跑FOC，再使用浮点肯定是不太合适的了，就研究了下STM32官方的定点PID。由于FOC算法一般使用PI就够了，所以下面算法只有PI（比例，积分）部分，没有加入D(微分)部分。

结构体 typedef struct { int16_t h_kp; int16_t h_ki; int32_t w_integral_term; // limit int32_t w_upper_integral_limit; int32_t w_lower_integral_limit; int16_t h_upper_output_limit; int16_t h_lower_output_limit; uint16_t h_kp_divisor_pow2; uint16_t h_ki_divisor_pow2; } mc_pid_t;

ST的代码喜欢用h开头表示16位数据，w开头表示32位数据，对于需要做定点乘法的代码来说，这种表示方法能避免出错，所以我们这里沿用这种表示方法。

变量名含义 h_kp 当前使用的kp值 h_ki 当前使用的ki值 w_integral_term 积分项的值，由于积分项需要累加，所以将其值保存在结构体中 w_upper_integral_limit 积分项的最大值 w_lower_integral_limit 积分项的最小值 h_upper_output_limit 输出的最大值 h_lower_output_limit 输出的最小值 h_kp_divisor_pow2 比例项右移的位数 h_ki_divisor_pow2 比例项右移的位数

在我们使用浮点pid算法时，kp，ki的值我们都能够设置成小数，而定点不行。那怎么处理呢？最简单的办法就是，将比例项和积分项都除以一个数，如果kp为1，除以10就相当于kp是0.1了。在STM32这样的单片机中，进行除法运算效率也是比较低的，所以采用右移运算，右移1位表示除以2，右移2位表示除以2^2，一次类推。。。我们变量名中的pow2就是这个意思了，

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