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STM32模糊控制pid 控制烤箱温度 含源码

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ID:806057 发表于 2020-7-20 22:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
控制系统用stm32当主控
Ds18b20当温度传感器
通过电调控制加热棒
模糊控制算法+pid控制温度

单片机源程序如下:
  1. #include "pid.h"

  3. void PIDInit (struct PID *pp)
  4. {
  5. memset ( pp,0,sizeof(struct PID));
  6. }

  8. float PIDCalc( struct PID *pp, float temp2  )
  9. {
  10.         
  11.     float Error,Error1,Error2,a;

  13.     Error=pp->Setval-temp2; ///e(k)

  15.     Error1 = Error - pp->LastError;//e(k)-e(k-1)
  16.     Error2 =Error - pp->LastError - pp->LastError + pp->PrevError;//e(k)-2*e(k-1)+e(k-2)
  17.     pp->PrevError = pp->LastError; //e(k-2)=e(k-1)
  18.     pp->LastError = Error;//e(k-1)=e(k)
  19.    //rout1=a;
  20.    a=pp->Proportion * Error1+ pp->Integral * Error + pp->Derivative * Error2;



  24.         return a*1000;
复制代码

代码敲的倒是挺快 参数调了好长时间。。。。

  2. #include "stm32f10x.h"
  3. #include "led.h"
  4. #include "Delay.h"
  5. #include "key.h"
  6. #include "usart.h"
  7. #include "adc.h"
  8. #include "lcd.h"
  9. #include "flash.h"
  10. #include "ds18b20.h"
  11. #include "stm32f10x_gpio.h"
  12. #include "stm32f10x_dac.h"
  13. #include "pid.h"
  14. #include "dac.h"        
  15. #include "spi.h"
  16. #include "stdio.h"

  18. #define kp 33        //33
  19. #define ki 0.12       //0.12
  20. #define kd 6.5

  22. #define SCLK PBout(13)   
  23. #define CS PBout(11)           
  24. #define DIN PBout(15)



  28. char tempdata[4]={0,0,'.',0};
  29. float set_temper=40;
  30. float temp;
  31. float temp1;
  32. float temp2;
  33. float out;
  34. float DA_Value;
  35. struct PID spid ; // PID Control Structure
  36. char pid[3];
  37. float e1,e2;
  38. float temp_kpi=0;
  39. float rout;
  40. float rout1;
  41. float rout2;
  42. float rout3;
  43. float out1;
  44. float out2;
  45. float tranDA=0;

  47.   void fuzzypid(float ew,float ec,char *pid)
  48. {
  49.           char ee,ecec,i,j;
  50.                  char eec[][7]=
  51.         {
  52.                 -3,-2,-1,0,1,2,3,
  53.                 -3,-2,-1,0,1,2,3
  54.                
  55.         };
  56.            char KpRule[7][7]=                                //KpμÄÄ￡oy¿ØÖƱí
  57.                 {3,3,3,2,1,0,0,
  58.                 3,3,2,2,1,0,-1,
  59.                 3,3,2,1,0,-1,-1,
  60.                 2,2,1,0,0,-1,-2,
  61.                 1,1,0,-1,-1,-2,-2,
  62.                 1,1,-1,-2,-2,-3,-3,
  63.          -1,-1,-2,-2,-3,-3,-3};
  64.         
  65.            char KiRule[7][7]=                                //KpμÄÄ￡oy¿ØÖƱí
  66.                 {-3,-3,-2,-2,-1,-1,0,
  67.                 -3,-3,-2,-1,-1,0,0,
  68.                 -3,-2,-1,-1,0,1,2,
  69.                 -2,-1,-1,0,0,1,2,
  70.                 -2,-1,0,1,2,2,3,
  71.                 0,0,0,1,2,2,3,
  72.                 0,0,1,2,3,3,3,};
  73.         
  74.            char KdRule[7][7]=                                //KpμÄÄ￡oy¿ØÖƱí
  75.                 {1,-1,-3,-3,-2,-2,1,
  76.                 1,-1,-3,-2,-2,-1,0,
  77.                 0,-1,-2,-2,-1,0,0,
  78.                 0,0,-1,-1,-1,0,-1,
  79.                 -1,-1,-1,0,0,0,0,
  80.                 3,1,1,1,1,2,3,
  81.                 3,3,2,2,1,1,3};
  82.          
  83.           if(ew>=0)ee=ew*0.6+0.5;
  84.           else ee=-(fabs(ew*0.6)+0.5);//???
  85.         
  86.           if(ec>=0)ecec=ec*10+0.5;
  87.           else ecec=-(fabs(ec*10)+0.5);
  88.         

  90.            for(j=0;j<7;j++)
  91.         {
  92.                 if(eec[0][j]==ee)break;        
  93.                         
  94.         }
  95.           for(i=0;i<7;i++)
  96.            {
  97.                 if(eec[1][i]==ecec)break;                        
  98.                 }
  99.         pid[0]=KpRule[i][j];
  100.         pid[1]=KiRule[i][j];
  101.         pid[2]=KdRule[i][j];
  102.                
  103. }



  107.         void compare_temper()
  108.      {
  109.                   float temp_kpi=0;
  110.                                                 rout = PIDCalc ( &spid,temp1 );
  111.                                     rout2 = rout + rout1;
  112.                               rout1=rout;
  113.                                                 
  114.                                                 if (e1<-5) e1=-5;
  115.                                                 else if(e1<=5);                                                        
  116.                                                 else e1=5;
  117.                                                 if (e2<-0.3) e2=-0.3;
  118.                                                 else if(e2<=0.3);                                                        
  119.                                                 else e2=0.3;
  120.                         
  121.                                         fuzzypid(e1,e2,pid);
  122.                                                 
  123.                                         temp_kpi=pid[0];
  124.                                         spid.Proportion=kp+temp_kpi*1;
  125.                                         temp_kpi=pid[1];
  126.                                         spid.Integral =ki+temp_kpi*0.01;
  127.                                         temp_kpi=pid[2];
  128.                                         spid.Derivative =kd+temp_kpi*0.1;                 


  131. }



  135.     int main(void)
  136.    {               
  137.            u8 t=0;        

  139.           short temperature;  
  140.         
  141.           LED_Init();//LED3õê¼»ˉ
  142.     KEY_Init();//°′¼ü3õê¼»ˉ
  143.     SysTick_Init();//Ñóê±3õê¼»ˉ
  144.     USART1_Int(9600);
  145.           Dac1_Init();
  146.           SPI2_Init();
  147.           PIDInit ( &spid ); // Initialize Structure
  148.          spid.Proportion = kp; // Set PID Coefficients
  149.    spid.Integral = ki;
  150.    spid.Derivative =kd;         
  151.          spid.Setval = set_temper;

  153.         LCD_Init();
  154.   printf(" LCD DS18B20 ζèÏÔê¾r");                  
  155.          POINT_COLOR=GREEN;
  156.         LCD_ShowString(40,20,200,16,16,"STM32");        
  157.         LCD_ShowString(40,40,200,16,16,"DS18B20 ");        
  158.         LCD_ShowString(40,60,200,20,16,"mengfangang biyesheji");
  159.         LCD_ShowString(40,80,200,16,16,"zhidaolaoshi gaohongyan");        

  161.         
  162.          while(DS18B20_Init())        //DS18B203õê¼»ˉ        
  163.         {  POINT_COLOR=RED;
  164.                  LCD_ShowString(40,100,200,16,16,"DS18B20 Error");
  165.                  Delay_ms(200);
  166.                  LCD_Fill(60,130,239,130+16,BROWN);
  167.                   Delay_ms(200);
  168.         }        
  169.            POINT_COLOR=RED;                                                   
  170.            LCD_ShowString(40,120,200,16,16,"DS18B20 OK");
  171.            POINT_COLOR=BLUE;//éèÖÃ×ÖìåÎaà¶é«
  172.             LCD_ShowString(40,160,200,16,16,"Temperate:    .  C");                 
  173.      LCD_ShowString(40,140,200,16,16,"set_temper:      C");               
  174.    
  175.           LCD_ShowString(40,240,200,16,16,"rout:    ");
  176.           LCD_ShowString(40,260,200,16,16,"rout1:    ");
  177.         LCD_ShowString(40,280,200,16,16,"out:    ");
  178.         while(1)
  179.         {
  180.         if(t%10==0)//ÿ100ms¶áè¡ò»′Î
  181.                 {                                                                          
  182.                          temperature=DS18B20_Get_Temp();
  183.                          temp1=temperature/10.0;
  184.    
  185.                         
  186.                     printf("%8.5f",temp1);

  188.                      compare_temper() ;
  189.                            out=rout2;
  190.                                  if(out>=2000)
  191.                                {out1=2200;}
  192.                                 // else
  193.                                         // out1=rout;
  194. //                                 {if(1600<out&&out<2400)
  195. //             {out1=out*1.2;}
  196. //           else
  197. //                                         {if(1000<out&&out<1600)
  198. //              {out1=out*1.4;}
  199. //            else
  200. //                                                {if(800<out&&out<1000)
  201. //                                                {out1=out*1.8;}
  202. //                                                else
  203. //                                                {        if(600<out&&out<800)
  204. //                                                   {out1=out*1.5;}  
  205. //            else
  206. //                                                {                if(400<out&&out<600)
  207. //                                                         {out1=out*3.5;}
  208. //                                                else
  209. //                                                {if(200<out&&out<400)
  210. //                                                        {out1=out*7;}
  211. //                                                        else
  212. //                                                        {if(150<out&&out<200)        
  213. //                                                        {out1=out*7;}
  214. //                                                        else
  215. //                                                        {        if(100<out&&out<150)
  216. //                                                                {out1=out*10;}
  217.                                                                 else
  218.                                                                         
  219.                                                                
  220.                                                                
  221.                                                                
  222.                                                                
  223.                                                                
  224.                                                                
  225.                                                                
  226. //                                                                {if(100<out&&out<230)
  227. //                                                                        {out1=out*1.5;}
  228. //                                                                        else
  229. //                                                                                
  230.                                                                         
  231.                                                                         
  232.                                                                         
  233.                                                                         
  234.                                                                         
  235.                                                                 {        if(0<out&&out<150)
  236.                                                         {rout3=700;out1=out*10+rout3;}
  237.                                                  }
  238. //                                                        else
  239. //                                                        {if(0>out)
  240. //                                                        {out2=1800;}
  241. //                                                        else
  242. //                                                                out1=0;
  243. //                                                        }
  244. //                                                        }        
  245. //                                                }
  246. //                                 }
  247. //                         }
  248. //                 }
  249. //         }                        
  250. //         }
  251. // }                                
  252. // }
  253. //                                 if(2500>rout&&rout>=1200)
  254. //                                 {out=2000;}
  255. //                                 else
  256. //                                 if(1200>rout&&rout>=900)
  257. //                                 { out=rout*2; }
  258. //        
  259. //                                 else
  260. //                                 if(900>rout&&rout>=0)
  261. //                                 { out=1950; }
  262. //                                 else
  263. //                                 out=1950;
  264.                                  
  265.                                  
  266.                                  
  267.                                  
  268.                                  
  269.                                  
  270.                                  
  271. //                             if(rout>=250)
  272. //                                   {out=1800;}               
  273. //                                        else
  274. //                                        {                                                
  275. //                                                        if(250>rout&&rout>=120)
  276. //                                                                {out=2600; }        
  277. //                                                        else
  278. //                                                        {if(120>rout&&rout>=70)        
  279. //                                                                {out=2200; }
  280. //                                                        else               
  281. //                                                        {        
  282. //                                                                if(70>rout&&rout>=50)
  283. //                                                                        {out=rout*30; }
  284. //                                                                else
  285. //                                                                {               
  286. //                                                                        if(50>rout&&rout>=45)
  287. //                                                                                        {out=rout*30; }
  288. //                                                                        else
  289. //                                                                        {
  290. //                                                                                if(45>rout&&rout>=35)
  291. //                                                                                                { out=rout*30;}
  292. //                                                                                else
  293. //                                                                                {        if(35>rout&&rout>=30)
  294. //                                                                                                {out=rout*45;}
  295. //                                                                                        else        
  296. //                                                                                        {if(29>rout&&rout>=25)
  297. //                                                                                                {out=rout*60;}
  298. //                                                                                                else
  299. //                                                                                                {if(25>rout&&rout>=15)
  300. //                                                                                                {out=rout*30;}
  301. //                                                                                                else
  302. //                                                                                                
  303. //                                                                                        {if(15>rout&&rout>=0)
  304. //                                                                                                {out=2400;}
  305. //                                                                                                else
  306. //                                                                                                {if(0>rout&&rout>=-15)
  307. //                                                                                             {out=2300;}
  308. //                                                
  309. //                                                                                                }
  310. //                                                                                        }        
  311. //                        
  312. //                                                                                        }                                                                        
  313. //                                                                                       
  314. //                                                                                        }        
  315. //                                                
  316. //                                                                                }
  317. //                                                                        }
  318. //                                                                }
  319. //                                                        }
  320. //                                 }
  321. //                         }
  322.      if(temp1>41)
  323.                  {Dac1_Set_Vol(0);}
  324.                  else
  325.                  {Dac1_Set_Vol(out1);}

  327.                                          
  328.                                          
  329.                          if(temperature<0)
  330.                         {
  331.                                 LCD_ShowChar(60+80,150,'-',16,0);     
  332.                                 temperature=-temperature;   
  333.                         }
  334.                         LCD_ShowChar(60+80,150,' ',16,0);     
  335.             LCD_ShowNum(120+14,160,temperature/10,2,16);   
  336.       LCD_ShowNum(140+16,160,temperature%10,2,16);                     
  337.                   LCD_ShowNum(134,140,set_temper,2,16);
  338.                
  339.                         LCD_ShowNum(140+16,240,rout,5,16);
  340.       LCD_ShowNum(140+16,260,rout1,5,16);                        
  341.       LCD_ShowNum(140+16,280,out,5,16);
  342.                 }        
  343.                  Delay_ms(10);
  344.                 t++;
  345.                 if(t==20)
  346.                 {
  347.                         t=0;
  348.                         LED2_REV;
  349.                 }
  350.         }

  352. }
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ID:276663 发表于 2020-7-21 10:13 | 显示全部楼层
有测个温度曲线吗？可以直观的看出来参数调整的效果如何
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ID:807794 发表于 2020-7-25 01:35 | 显示全部楼层
有rule波型可以參考嗎?
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ID:576070 发表于 2020-7-29 13:54 | 显示全部楼层
请问楼主批量测试过吗？
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ID:279380 发表于 2020-8-15 22:09 | 显示全部楼层
思路好，下下来测试下，谢谢楼主！
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ID:406128 发表于 2021-9-1 17:23 | 显示全部楼层
源码可否给打包一个
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ID:710888 发表于 2021-9-2 10:34 | 显示全部楼层
呵呵,最好有配套的电路描述,采样部分做的不好误差比较大
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