PIDアルゴリズムを室内温度制御C言語に適用して実現した.

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最近PIDアルゴリズムを勉強しています.これに興味があります.ですから、皆さんと分かち合って、足りないところがあれば、指摘してください.ありがとうございます.
PIDアルゴリズムの基本内容はこのブログでは説明しません.インターネットには多くの資料があります.
文章のテーマはC言語でPIDアルゴリズムを実現することです.より良い理解のために、私はソフトウェアを使って室内温度制御の方式をシミュレーションして皆と分かち合います.
シミュレーション原理は簡単で、23度が人間の快適な環境だと仮定しています.夏の室外温度は37度です.室内で23度ぐらい維持したいです.だからPIDアルゴリズムで調整する必要があります.もし室内の温度が毎分0.1℃上がると仮定して、保冷剤を持っています.各パックを釈放すると5度下がることができます.製熱剤があります.同じように、各パックを放出すると5度上がることができます.
実现するのも简単です.放出当初は37度だったと仮定して、制冷剤の関数を呼び出して、部屋の温度を23度ぐらいまで下げます.PIDアルゴリズムを使って、摂氏23度にもっと接近させます.ここまで読めば、私達は考えを発散できます.実際の温度は23正負0.5度以内で、私達は加熱または冷凍を停止して、資源を節約します.温度がこの範囲を超えたら、相応の関数を呼び出します.
具体的にコードを見てください.詳細なメモを書きました.変数名と関数名は単語を意味します.

  
/*
  ：     PID    

   ：          23     ，           ，1    0.1   （       37   ）。
		          5   ,     ，     ，          ，            ，
		          。

*/

#include "SoftSimulation_PID_Header.h"

int main()
{
	init_PID();

	time_t timep;
	struct tm *tp;
	
	while (1)
	{
		if (pid.ActualTemperature < outdoorTemperature)
		{
			//     
			time(&timep);
			tp = gmtime(&timep);

			AcquireTemperature(tp->tm_hour,tp->tm_min,tp->tm_sec);
		}

		PID_controlTemperature();

		/*              ，         */
		while (fabs(pid.SetTemperature - pid.ActualTemperature) < ComfortTemperature)
		{
			//     
			time(&timep);
			tp = gmtime(&timep);
			
			//        ，10      
			printf("%d/%d/%d %d/%d/%d<br>",1900+tp->tm_year,(1+tp->tm_mon),tp->tm_mday,tp->tm_hour + 8, tp->tm_min,tp->tm_sec);
			printf("Display:     ：%.2f\t     ：%f\t<br><br>", pid.SetTemperature, pid.ActualTemperature);			
				
			//       			
			AcquireTemperature(tp->tm_hour, tp->tm_min, tp->tm_sec);
			
			Sleep(500);			
		}
	}
}

/* Acquire indoor Temperature */
void AcquireTemperature(int hour,int minute,int second)
{
	static int lastTime[3] = { 0 };
	static float Minute = 0;
	if (!lastTimeFlag )
	{
		lastTime[0] = hour;
		lastTime[1] = minute;
		lastTime[2] = second;
		lastTimeFlag = 1;
	}
	else
	{
		if (pid.ActualTemperature <= outdoorTemperature)
		{
			Minute = (hour - lastTime[0]) * 60 + (minute - lastTime[1]) + float(second - lastTime[2]) / 60.0;
			pid.ActualTemperature = pid.ActualTemperature + Minute * IncrementTemperature;
				
			lastTime[0] = hour;
			lastTime[1] = minute;
			lastTime[2] = second;
			//printf("Test:     ：%.2f\t     ：%f\t<br><br>", pid.SetTemperature, pid.ActualTemperature);
		}
		else
		{
			//       ，     ，    PID_controlTemperature     
			lastTime[0] = hour;
			lastTime[1] = minute;
			lastTime[2] = second;
		}
		
	}
}

/* release the refrigeration */
void Refrigeration()
{
	pid.ActualTemperature = pid.ActualTemperature - 5;
}
/* release the heating */
void Heating()
{
	pid.ActualTemperature = pid.ActualTemperature + 5;
}

/* the PID arithmetic control the temperature of indoor */
void PID_controlTemperature()
{
	if (pid.SetTemperature >= pid.ActualTemperature + TemperatureErr)		
	{
		//       ，      
		Heating();
	}
	//       23   ，  PID  
	else if (fabs(pid.SetTemperature - pid.ActualTemperature) < TemperatureErr)
	{
		IncrementPID_realize();    //    PID  
		//PositionPID_realize();    //    PID  ，          ，       ，             
	}
	else if (pid.SetTemperature + TemperatureErr <= pid.ActualTemperature) 
	{
		//       ，      
		Refrigeration();
	}
	else
	{
		printf("       <br>");
	}

}

/* initialize PID */
void init_PID()
{
	pid.Kp = 0.2;
	pid.Ki = 0.015;
	pid.Kd = 0.2;
	pid.SetTemperature = 23.0;
	pid.ActualTemperature = outdoorTemperature;
	lastTimeFlag = 0;
	pid.ErrVal[0] = 0;
	pid.ErrVal[1] = 0;
	pid.ErrVal[2] = 0;
	pid.Integral = 0;

	printf("accomplish initialize PID <br>");
}

/* 
  ：     PID   
  ：U(k)+Kp*[E(k)-E(k-1)]+Ki*E(k)+Kd*[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)]    
  ：     Kp        ，    Kp*[E(k)-E(k-1)],    Kp*([E(k)-E(k-1)]+Ki*E(k)+Kd*[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)])
	          ，      ，      ，   ，          
*/
void IncrementPID_realize()
{
	pid.ErrVal[0] = pid.SetTemperature - pid.ActualTemperature;			//               
	float Temp0 = pid.Kp * (pid.ErrVal[0] - pid.ErrVal[1]);
	//float Temp0 = (pid.ErrVal[0] - pid.ErrVal[1]);
	float Temp1 = pid.Ki * pid.ErrVal[0];
	float Temp2 = pid.Kd * (pid.ErrVal[0] - 2 * pid.ErrVal[1] + pid.ErrVal[2]);
	float Increment = Temp0 + Temp1 + Temp2;							//         
	// float Increment = pid.Kp * (Temp0 + Temp1 + Temp2);				//         
	pid.ActualTemperature += Increment;									//       
	pid.ErrVal[1] = pid.ErrVal[0];
	pid.ErrVal[2] = pid.ErrVal[1];
	//printf("Realize:     ：%.2f\t     ：%.2f\t<br><br>", pid.SetTemperature, pid.ActualTemperature);
}

/*
  ：     PID  
  ：Kp*(E(k)+Ki*∑E(j)+Kd*[E(k)-E(k-1)])   
  ：        
*/
void PositionPID_realize()
{
	pid.ErrVal[0] = pid.SetTemperature - pid.ActualTemperature;			//               
	pid.Integral += pid.ErrVal[0];
	pid.ActualTemperature = pid.Kp * pid.ErrVal[0] + pid.Ki * pid.Integral + pid.Kd * (pid.ErrVal[0] - pid.ErrVal[1]);
	pid.ErrVal[1] = pid.ErrVal[0];
}

：


#include 
#include
#include
#include
#include

typedef struct PID_Value
{
	float ErrVal[3];			//      
	float Kp;					//     
	float Ki;					// integral   
	float Kd;					// derivative   
	float Integral;				//   
	float SetTemperature;
	float ActualTemperature;
}PID_ValueStr,*PID_ValueT;

PID_Value pid;

#define		outdoorTemperature		36.2
#define		TemperatureErr			3
#define		ComfortTemperature		0.5
#define		IncrementTemperature	1			//           

int lastTimeFlag = 0;

void AcquireTemperature(int hour, int minute, int second);
void PID_controlTemperature();
void Refrigeration();
void init_PID();
void IncrementPID_realize();
void PositionPID_realize();
 ， 。

・

最大ストリームアルゴリズムのFord-FulkersonアルゴリズムとEdmonds–Karpアルゴリズム

キャッシュアルゴリズム(FIFO、LRU、LFUの3つのアルゴリズムの違い)-テール要素を削除する機能がない.