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Motor_v2/Robot_V2/Algorithm/pid.h
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86 lines
2.4 KiB
C++
Raw Normal View History

/**
* @file Algorithm/pid.h
* @brief 算法模块源文件
* @note 本文件仅补充 Doxygen 文档注释,不改变代码逻辑。
*/
2025-10-30 20:20:14 +08:00
#ifndef PID_H
#define PID_H
/**
* @brief PIDController 类或结构体
*/
2026-01-24 01:50:39 +08:00
class PIDController {
public:
PIDController(float P, float I, float D, float ramp, float limit);
~PIDController() = default;
2025-10-30 20:20:14 +08:00
/**
* @brief PID 计算(唯一入口)
* @param[in] error 控制误差
* @param[in] measurement 反馈测量量(D 项对它微分,目标阶跃不产生微分踢)
* @return float PID 输出
*/
float operator()(float error, float measurement);
/**
* @brief 设置 set_PID 对应的参数
* @param[in] P 参数
* @param[in] I 参数
* @param[in] D 参数
* @return void
*/
2025-11-06 02:07:15 +08:00
void set_PID(float P, float I, float D);
/**
* @brief 设置 set_P 对应的参数
* @param[in] pp 参数
* @return void
*/
void set_P(float pp);
/**
* @brief 设置 set_limit 对应的参数
* @param[in] limit 参数
* @return void
*/
void set_limit(float limit);
/**
* @brief 复位对象内部状态
* @return void
*/
void reset(); // 重置PID控制器状态
/**
* @brief reset_integral 函数
* @return void
*/
void reset_integral(); // 仅清除积分项,保留输出斜坡状态
/**
* @brief 外部饱和泄放积分(反算抗饱和的补充入口)
* @param[in] excess 输出超出限幅的部分(带符号),如前馈叠加后超限
* @return void
* @note 调用方向须与 PID 输出到最终 Uq 的符号一致(有 ×DIR 的要乘上 DIR)
*/
void bleed_integral(float excess);
2025-10-30 20:20:14 +08:00
2026-01-24 01:50:39 +08:00
float P; //!< 比例增益(P环增益)
float I; //!< 积分增益(I环增益)
float D; //!< 微分增益(D环增益)
float output_ramp;
float limit;
2025-10-30 20:20:14 +08:00
2026-01-24 01:50:39 +08:00
protected:
/**
* @brief 公共计算路径:积分、抗饱和、输出斜坡
* @param[in] error 控制误差
* @param[in] derivative 已完成低通滤波的微分项(D 已乘入)
* @return float PID 输出
*/
float step(float error, float derivative);
2026-01-24 01:50:39 +08:00
float error_prev; //!< 最后的跟踪误差值
float output_prev; //!< 最后一个 pid 输出值
float integral_prev; //!< 最后一个积分分量值
float measurement_prev; //!< 上次测量值(对测量微分用)
float derivative_filt; //!< 微分项一阶低通滤波后的变化率
bool deriv_init; //!< 测量微分是否已完成首次采样
2026-01-24 01:50:39 +08:00
};
2025-10-30 20:20:14 +08:00
#endif