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當執行機構需要的不是控制量的絕對值，而是控制量的增量（例如去驅動步進電動機）時，需要用PID的“增量算法”。
增量式PID控制算法可以通過（2-4）式推導出。由(2-4)可以得到控制器的第k-1個采樣時刻的輸出值為：
(2-5)
將（2-4）與（2-5）相減並整理，就可以得到增量式PID控制算法公式為：
（2-6）
其中
由（2-6）可以看出，如果計算機控制系統采用恆定的采樣周期T，一旦確定A、B、C，只要使用前后三次測量的偏差值，就可以由（2-6）求出控制量。
增量式PID控制算法與位置式PID算法（2-4）相比，計算量小得多，因此在實際中得到廣泛的應用。
位置式PID控制算法也可以通過增量式控制算法推出遞推計算公式：
（2-7）
（2-7）就是目前在計算機控制中廣泛應用的數字遞推PID控制算法。
增量式PID控制算法C51程序
/*==================================================================================================== PID Function The PID (比例、積分、微分) function is used in mainly control applications. PIDCalc performs one iteration of the PID algorithm. While the PID function works, main is just a dummy program showing a typical usage. =====================================================================================================*/
typedef struct PID
{
int SetPoint; //設定目標 Desired Value
long SumError; //誤差累計
double Proportion; //比例常數 Proportional Const
double Integral; //積分常數 Integral Const
double Derivative; //微分常數 Derivative Const
int LastError; //Error[-1]
int PrevError; //Error[-2]
} PID;
static PID sPID;
static PID *sptr = &sPID;
/*==================================================================================================== Initialize PID Structure PID參數初始化 =====================================================================================================*/
void IncPIDInit(void)
{
sptr->SumError = 0;
sptr->LastError = 0; //Error[-1]
sptr->PrevError = 0; //Error[-2]
sptr->Proportion = 0; //比例常數 Proportional Const
sptr->Integral = 0; //積分常數Integral Const
sptr->Derivative = 0; //微分常數 Derivative Const
sptr->SetPoint = 0;
}
/*==================================================================================================== 增量式PID計算部分 =====================================================================================================*/
int IncPIDCalc(int NextPoint)
{
register int iError, iIncpid; //當前誤差
iError = sptr->SetPoint - NextPoint; //增量計算
iIncpid = sptr->Proportion * iError //E[k]項
- sptr->Integral * sptr->LastError //E[k－1]項
+ sptr->Derivative * sptr->PrevError; //E[k－2]項
//存儲誤差，用於下次計算
sptr->PrevError = sptr->LastError;
sptr->LastError = iError;
//返回增量值
return(iIncpid);
}