python基础之 python实现PID算法及测试的例子

　　PID算法实现

　　import time

　　class PID:

　　def __init__(self, P=0.2, I=0.0, D=0.0):

　　self.Kp = P

　　self.Ki = I

　　self.Kd = D

　　self.sample_time = 0.00

　　self.current_time = time.time()

　　self.last_time = self.current_time

　　self.clear()

　　def clear(self):

　　self.SetPoint = 0.0

　　self.PTerm = 0.0

　　self.ITerm = 0.0

　　self.DTerm = 0.0

　　self.last_error = 0.0

　　self.int_error = 0.0

　　self.windup_guard = 20.0

　　self.output = 0.0

　　def update(self, feedback_value):

　　error = self.SetPoint - feedback_value

　　self.current_time = time.time()

　　delta_time = self.current_time - self.last_time

　　delta_error = error - self.last_error

　　if (delta_time >= self.sample_time):

　　self.PTerm = self.Kp * error#比例

　　self.ITerm += error * delta_time#积分

　　if (self.ITerm < -self.windup_guard):

　　self.ITerm = -self.windup_guard

　　elif (self.ITerm > self.windup_guard):

　　self.ITerm = self.windup_guard

　　self.DTerm = 0.0

　　if delta_time > 0:

　　self.DTerm = delta_error / delta_time

　　self.last_time = self.current_time

　　self.last_error = error

　　self.output = self.PTerm + (self.Ki * self.ITerm) + (self.Kd * self.DTerm)

　　def setKp(self, proportional_gain):

　　self.Kp = proportional_gain

　　def setKi(self, integral_gain):

　　self.Ki = integral_gain

　　def setKd(self, derivative_gain):

　　self.Kd = derivative_gain

　　def setWindup(self, windup):

　　self.windup_guard = windup

　　def setSampleTime(self, sample_time):

　　self.sample_time = sample_time

　　测试PID算法

　　import PID

　　import time

　　import matplotlib

　　matplotlib.use("TkAgg")

　　import matplotlib.pyplot as plt

　　import numpy as np

　　from scipy.interpolate import spline

　　#这个程序的实质就是在前九秒保持零输出，在后面的操作中在传递函数为某某的系统中输出1

　　def test_pid(P = 0.2, I = 0.0, D= 0.0, L=100):

　　"""Self-test PID class

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　　...

　　for i in range(1, END):

　　pid.update(feedback)

　　output = pid.output

　　if pid.SetPoint > 0:

　　feedback += (output - (1/i))

　　if i>9:

　　pid.SetPoint = 1

　　time.sleep(0.02)

　　---

　　"""

　　pid = PID.PID(P, I, D)

　　pid.SetPoint=0.0

　　pid.setSampleTime(0.01)

　　END = L

　　feedback = 0

　　feedback_list = []

　　time_list = []

　　setpoint_list = []

　　for i in range(1, END):

　　pid.update(feedback)

　　output = pid.output

　　if pid.SetPoint > 0:

　　feedback +=output# (output - (1/i))控制系统的函数

　　if i>9:

　　pid.SetPoint = 1

　　time.sleep(0.01)

　　feedback_list.append(feedback)

　　setpoint_list.append(pid.SetPoint)

　　time_list.append(i)

　　time_sm = np.array(time_list)

　　time_smooth = np.linspace(time_sm.min(), time_sm.max(), 300)

　　feedback_smooth = spline(time_list, feedback_list, time_smooth)

　　plt.figure(0)

　　plt.plot(time_smooth, feedback_smooth)

　　plt.plot(time_list, setpoint_list)

　　plt.xlim((0, L))

　　plt.ylim((min(feedback_list)-0.5, max(feedback_list)+0.5))

　　plt.xlabel('time (s)')

　　plt.ylabel('PID (PV)')

　　plt.title('TEST PID')

　　plt.ylim((1-0.5, 1+0.5))

　　plt.grid(True)

　　plt.show()

　　if __name__ == "__main__":

　　test_pid(1.2, 1, 0.001, L=80)

　　# test_pid(0.8, L=50)

　　得出结果