pid算法应用例子及代码

应用例子：

假设有一个小车需要跟随一条黑线行驶，小车上安装了一组光电传感器用于检测黑线的位置。当黑线偏离小车中心时，需要通过调整小车的转向来使其重新回到黑线上。

使用PID算法，可以通过对传感器检测到的黑线位置和目标位置进行比较，计算出一个控制信号，用于控制小车的转向。其中，P表示比例项，I表示积分项，D表示微分项。具体计算公式如下：

控制信号 = Kp * P + Ki * I + Kd * D

其中，Kp、Ki、Kd为调节系数，通过不断的实验调整来使小车运动更加稳定。

代码：

以下是一个基于Arduino的PID控制代码，用于控制小车的转向：

#define PIN_SENSOR_LEFT A0 // 左传感器引脚 #define PIN_SENSOR_RIGHT A1 // 右传感器引脚 #define PIN_MOTOR_LEFT 5 // 左电机引脚 #define PIN_MOTOR_RIGHT 6 // 右电机引脚 #define SETPOINT 512 // 目标位置 #define Kp 1.0 // 比例项系数 #define Ki 0.1 // 积分项系数 #define Kd 0.01 // 微分项系数

double error = 0, lastError = 0, integral = 0; int sensorLeft = 0, sensorRight = 0; int motorLeft = 0, motorRight = 0;

void setup() { pinMode(PIN_SENSOR_LEFT, INPUT); pinMode(PIN_SENSOR_RIGHT, INPUT); pinMode(PIN_MOTOR_LEFT, OUTPUT); pinMode(PIN_MOTOR_RIGHT, OUTPUT); }

void loop() { // 读取传感器数据 sensorLeft = analogRead(PIN_SENSOR_LEFT); sensorRight = analogRead(PIN_SENSOR_RIGHT); // 计算误差 error = SETPOINT - (sensorLeft + sensorRight) / 2; // 计算积分项 integral += error; // 计算微分项 double derivative = error - lastError; lastError = error; // 计算控制信号 double output = Kp * error + Ki * integral + Kd * derivative; // 控制电机 motorLeft = 200 + output; motorRight = 200 - output; analogWrite(PIN_MOTOR_LEFT, motorLeft); analogWrite(PIN_MOTOR_RIGHT, motorRight); // 延时 delay(10); }