import matplotlib.pyplot as plt
import time

# Параметры PID-регулятора
kp = 0.5  # пропорциональный коэффициент
ki = 0.1  # интегральный коэффициент
kd = 0.2  # дифференциальный коэффициент (НОВОЕ!)

# Инициализация переменных
setpoint = 50.0   # заданное значение
input_val = 0.0   # текущее значение (с датчика)
I = 0.0           # интегральная составляющая
prev_error = 0.0  # предыдущая ошибка (для D-составляющей)
dt = 0.1          # временной шаг

# Списки для хранения данных для графика
time_points = []
setpoint_points = []
input_points = []
out_points = []

# Симуляция работы PID-регулятора
for t in range(100):
    # Обновляем входное значение (имитация системы)
    error = setpoint - input_val
    input_val += error * 0.1 * (1 + 0.1 * t)  # имитация изменения системы
    
    # Расчет управляющего сигнала (PID)
    P = error  # пропорциональная составляющая
    I += error * dt  # интегральная составляющая
    D = (error - prev_error) / dt  # дифференциальная составляющая (НОВОЕ!)
    out = P * kp + I * ki + D * kd  # общий управляющий сигнал
    
    # Сохраняем предыдущую ошибку для D-составляющей
    prev_error = error
    
    # Сохраняем данные для графика
    time_points.append(t * dt)
    setpoint_points.append(setpoint)
    input_points.append(input_val)
    out_points.append(out)
    
    time.sleep(dt)  # задержка для имитации реального времени

# Построение графика
plt.figure(figsize=(10, 6))
plt.plot(time_points, setpoint_points, label='Setpoint', linewidth=2)
plt.plot(time_points, input_points, label='Input', linewidth=2)
plt.plot(time_points, out_points, label='Output (PID)', linewidth=2)

plt.title('PID Controller Performance (with D-term)')
plt.xlabel('Time (s)')
plt.ylabel('Value')
plt.legend()
plt.grid(True)
plt.show()