git.basschouten.com Git - openhab-addons.git/blob

   1 /**
   2  * Copyright (c) 2010-2022 Contributors to the openHAB project
   3  *
   4  * See the NOTICE file(s) distributed with this work for additional
   5  * information.
   6  *
   7  * This program and the accompanying materials are made available under the
   8  * terms of the Eclipse Public License 2.0 which is available at
   9  * http://www.eclipse.org/legal/epl-2.0
  10  *
  11  * SPDX-License-Identifier: EPL-2.0
  12  */
  13 package org.openhab.automation.pidcontroller.internal.handler;
  14
  15 import org.eclipse.jdt.annotation.NonNullByDefault;
  16 import org.openhab.automation.pidcontroller.internal.LowpassFilter;
  17
  18 /**
  19  * The {@link PIDController} provides the necessary methods for retrieving part(s) of the PID calculations
  20  * and it provides the method for the overall PID calculations. It also resets the PID controller
  21  *
  22  * @author George Erhan - Initial contribution
  23  * @author Hilbrand Bouwkamp - Adapted for new rule engine
  24  * @author Fabian Wolter - Add T1 to D part, add debugging ability for PID values
  25  */
  26 @NonNullByDefault
  27 class PIDController {
  28     private double integralResult;
  29     private double derivativeResult;
  30     private double previousError;
  31     private double output;
  32
  33     private double kp;
  34     private double ki;
  35     private double kd;
  36     private double derivativeTimeConstantSec;
  37
  38     public PIDController(double kpAdjuster, double kiAdjuster, double kdAdjuster, double derivativeTimeConstantSec) {
  39         this.kp = kpAdjuster;
  40         this.ki = kiAdjuster;
  41         this.kd = kdAdjuster;
  42         this.derivativeTimeConstantSec = derivativeTimeConstantSec;
  43     }
  44
  45     public PIDOutputDTO calculate(double input, double setpoint, long lastInvocationMs, int loopTimeMs) {
  46         final double lastInvocationSec = lastInvocationMs / 1000d;
  47         final double error = setpoint - input;
  48
  49         // derivative T1 calculation
  50         final double timeQuotient = lastInvocationSec / derivativeTimeConstantSec;
  51         if (derivativeTimeConstantSec != 0) {
  52             derivativeResult = LowpassFilter.calculate(derivativeResult, error - previousError, timeQuotient);
  53             previousError = error;
  54         }
  55
  56         // integral calculation
  57         integralResult += error * lastInvocationMs / loopTimeMs;
  58
  59         // calculate parts
  60         final double proportionalPart = kp * error;
  61         final double integralPart = ki * integralResult;
  62         final double derivativePart = kd * derivativeResult;
  63         output = proportionalPart + integralPart + derivativePart;
  64
  65         return new PIDOutputDTO(output, proportionalPart, integralPart, derivativePart, error);
  66     }
  67
  68     public void setIntegralResult(double integralResult) {
  69         this.integralResult = integralResult;
  70     }
  71
  72     public void setDerivativeResult(double derivativeResult) {
  73         this.derivativeResult = derivativeResult;
  74     }
  75 }