ＰＩＤ制御について

質問

PID制御器の各ゲインの役割について詳しく知っている方教えていただけたらと質問しました。またPID制御器以外にどのような制御器があるか、についてもおねがいします。

回答No.4

ymmasayan · ベストアンサー

NO.3の方の回答が適切だと思います。少し補足します。
ＰＩＤ制御と言うのは、ある値をある目標値に保とうとするための制御です。
例えば、エアコンで部屋の冷暖房を行い室温２５度Ｃに保つとします。
Ｐ：比例動作：偏差（室温－２５）に比例したパワーで冷暖房を運転します。もちろん、偏差が正なら冷房、負なら暖房です。このゲインが小さいとパワー不足となり制御しきれません。ある量の偏差が残ったまま（オフセットという）になります。
一方、ゲインを上げると、オフセットは減りますが、パワーが強力すぎて制御の行過ぎ（オーバーシュート）が起こります。これが繰り返されるため，暑すぎと冷えすぎを繰り返すサイクリングと言う状態になります。
従って、サイクリングを起こす直前のゲインがＰの最適ゲインと考えればいいでしょう。

Ｐの欠点を補うため、ＩとＤを使います。

Ｉ：積分動作：Ｐのゲインを最適設定すると、必ずオフセットが残ります。これを補償するのがＩ動作です。偏差の積分値に応じた操作をします。
ゲインが足りないとオフセット解消に時間がかかります。ゲインが高すぎると、偏差に敏感に反応し、強力パワーを発するので動作が不安定になります。

Ｄ：微分動作：ＰＩ動作だけでは偏差が拡大しつつある状態にはパワーが足りません。偏差が拡大しているというのを検出するため、偏差を微分し、それに見合った操作をします。ゲインが低すぎると偏差拡大に追従できません。ゲインが高すぎると偏差の変化に過敏に反応しやはり動作不安定になります。

というわけで、制御すべきプロセスの特性に合わせて、ＰＩＤのゲインを調整します。

ＰＩＤよりも一番簡単なのは、オンオフ制御です。又遅れの大きいベルトコンベアでの積み込み制御などではサンプリング制御と言うのもあります。

お礼

わかりやすい説明ありがとうございます

回答No.3

noname#259682

【PID制御器】
　目標値と観測量の差、つまり偏差の値に所定の演算を施して操作量を決める。偏差に対して、比例，積分，微分という演算を行う調節計をPID制御器と呼びます。具体的には

・比例(Proportional)
　偏差に見合った(比例した)操作量を計算する。

・積分(Integral)
　偏差の累積値を操作量とする。この項があればやがて偏差が小さくまたはなくなります。じわじわと執念深く効いてきます。　:-)

・微分(Derivative)
　偏差の変化率を操作量とする。急激な偏差の変化にすばやく対応します。人で言えば勘のいいよく気の付くタイプです。ただ、欠点は早とちりかな？

【調節計の種類】
　PID調節計(制御器と同義)は古くから多くのバリエーションが研究されています。次の書物を参照してください。
システム制御ライブラリー PID制御　朝倉書店 \3600

【発展】
　電子回路のシミュレータがあれば実験できます。ただし制御対象もきちんとモデリングできることが条件ですが。

Blue Backs 電子回路シミュレータ入門　加藤ただし　講談社

参考URL：

http://www.miyazaki-gijutsu.jp/

お礼

参考URLまでのせていただきありがとうございます

回答No.2

kenkenda

プロセス制御（単純にはフィードバックを用いて、安定動作を目的としたもの）
の中で、調整方法としてＰＩＤ調整が使用されています。
これらの特徴動作表現です。

Ｐ動作（比例動作）　ゲインが高いと安定性が低くなる。

Ｉ動作（積分動作）　入力信号が継続して与えられている場合に、出力が増大する

Ｄ動作（微分動作）　入力信号が入ると、パルスの出力を行う。

　動作は、グラフで示すとわかりやすいが、省きます。また、これらの動作は単独　で行うのでなく、組み合わせで使用されています。ラプラス式でも解けます。
　過度敵現象を制御する方法もあります。

　シーケンス制御とは異なります。

お礼

ありがとうございました

回答No.1

may-may-jp

P補償　proportional compensation　（比例補償）
I補償　integral compensation　　　（積分補償）
D補償　derivative compensation　　（微分補償）

です。必ずしも3つとも用いられるわけではなく、PI補償とかPD補償とかあるらしいです。

最近のデジタル化によって、I-PD制御系とか2自由度PID制御系なんかがあるらしいです。

「現代制御工学」（土谷、江上著）より

お礼

ありがとうございました