Question

我在线遇到了一些代码，其中为arduino实现了PID。我对实施感到困惑。我对PID的工作原理有基本的了解，但是我的困惑是为什么十六进制用于m_prevError？值0x80000000L代表什么？为什么在计算速度时右移10？

// ServoLoop Constructor
ServoLoop::ServoLoop(int32_t proportionalGain, int32_t derivativeGain)
{
    m_pos = RCS_CENTER_POS;
    m_proportionalGain = proportionalGain;
    m_derivativeGain = derivativeGain;
    m_prevError = 0x80000000L;
}

// ServoLoop Update 
// Calculates new output based on the measured
// error and the current state.
void ServoLoop::update(int32_t error)
{
    long int velocity;
    char buf[32];
    if (m_prevError!=0x80000000)
    {   
        velocity = (error*m_proportionalGain + (error - m_prevError)*m_derivativeGain)>>10;

        m_pos += velocity;
        if (m_pos>RCS_MAX_POS) 
        {
            m_pos = RCS_MAX_POS; 
        }
        else if (m_pos<RCS_MIN_POS) 
        {
            m_pos = RCS_MIN_POS;
        }
    }
    m_prevError = error;
}

Answer 1

将二进制数右移1表示将其对应的十进制值乘以2。此处，将10移位表示乘以2 ^ 10（即1024）。作为任何基本控制回路，它可以是速度的增益，返回值将转换为适合通过任何其他方法重复使用的值。

这里L的{{1}}将该值声明为0x80000000L。因此，该值long可能是error的初始值。另外，您需要修改整个程序，以查看工作原理以及为0x80000000之类的东西分配什么值。

Answer 2

与其他答案相反，向右移动具有除以2的幂的作用，在这种情况下，>> 10将除以1024。但是，真实的除法会更好，更清晰和最优化反正由编译器移动。所以我发现这种转变很丑。

目的是在不实际使用浮点数的情况下实现一些浮点数学运算-这是一种定点计算，其中小数部分约为10位。要理解，假设简化导数系数= 0，将m_proportionalGain设置为1024将意味着1，而如果将其设置为512将意味着0.5。实际上，在比例= 1024且误差= 100的情况下，公式将给出

100*1024 / 1024 = 100

（gain = 1），而比例= 512会给出

100*512 / 1024 = 50

（增益= 0.5）。

至于先前的错误m_prevError设置为0x80000000，它只是一个特殊值，在循环中检查该值以查看“是否已经”存在先前的错误。如果不是，即prevError具有特殊值，则整个循环将被跳过一次；否则，整个循环将被跳过。换句话说，其目的是在创建对象之后跳过第一次更新。我想不是很聪明，我宁愿简单地将先前的错误设置为0并完全跳过:: update（）中的检查。使用特殊值作为标志存在一个问题，即有时计算会导致特殊值本身-这将是一个大错误。如果绝对需要，最好使用true标志。

总的来说，我认为这是一个较差的PID算法，因为它完全缺少集成部分。似乎变量m_pos是出于此综合目的而考虑的，它是通过这种方式进行管理的，但从未使用过-仅设置。尽管如此，该算法仍然可以工作，但都取决于目标系统和所需的性能：在大多数情况下，该算法会留下残余错误。

arduino中的PID实现

2 个答案: