• ベストアンサー

PID制御におけるセンサ

実際にPID制御をあるプラントに対して施したときに、I、Dの制御に必要な、状態量の積分量、微分量は、普通コントローラの中でもとの量から積分したり微分したりして数値計算で求めてるものなのでしょうか?それともそれを測定するセンサによって得られるものなのでしょうか? 要するに、たとえば位置を制御するためにPID制御を採用したとき、、って考えるとやっぱり計算でだしてるんですかね。(位置の積分量を計るセンサって意味わかんないし、速度センサって意外となさそう。。) 実際の現場で使用されているPIDコントローラがどうなっているのかが知りたいです。どなたか詳しい方、回答していただけると幸いです。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • foobar
  • ベストアンサー率44% (1423/3185)
回答No.2

PIDコントローラでは、入力信号(正しくは、誤差信号かな)を制御機内部で微分、積分して微分量、積分量を求めています。 微分、積分した信号用のセンサを用意するわけではありません。 (微分、積分、比例(係数倍)は制御誤差(目標値-実際の値)に対して行いますので、それぞれにセンサを用意して、、というわけにもいきません。) ただし、制御システムによっては、微分量や積分量に相当する信号を別途センサで検出して利用していることもあります。

sy2828
質問者

お礼

ありがとうございます!ズバリ知りたかったことが完全にクリアーになりました!

その他の回答 (1)

  • fatbowler
  • ベストアンサー率48% (26/54)
回答No.1

PIDコントローラに限らず、デジタルっぽい物のほとんどは、中に小型の コンピュータが組み込まれており、組み込み機器などと呼ばれます。 PIDコントローラの場合、センサの測定値をそのコンピュータに入力して、 積分、微分計算をしています。 ハードウェア(論理回路)、ソフトウェアどちらで計算しているかは ちょっと知識がありませんが、FPGAをハードウェアに含めると、恐らく 両方のタイプがあるのではないかと思います。

関連するQ&A

  • PID制御について。

    制御においてPID制御というのがあるのですが、それらの調整法を教えていただきたいです。 ちなみにPID制御のPは比例動作、Iは積分動作、Dは微分動作です。 ブロック線図で入力と出力の計算をして、実際にコンピュータをつかってDCモータに出力を与えていました。

  • PID制御のプログラミング3

    油圧モータを電流比例弁を介して目標回転数に合わせこむ ソフトを検討しております 制御はPID制御を使います PID制御の書籍を何冊か見ましたがブロック線図の説明止まりで 具体的な計算式やプログラミングまで落とし込んだ書籍が見当たりません。 PID制御は各方面で使われており、ハッキリ言ってしまえば 定石のプログラミングも存在していると思います どなたかご教示お願いいたします 特に積分 微分のPGM計算式への展開の仕方がわかりません ----------------------------------------- コントローラはH8マイコン PGM言語はCです モータの回転数を回転センサ→fv変換→電圧入力しています コントローラ電流→ 制御弁油圧出力 → 油圧モータ回転 制御周期は1秒を予定しています

  • PID制御

    基本的な話だと思います。 PID制御が比例帯、積分時間要素、微分時間要素で出来ているのはわかるのですが、PID制御の基本式からなぜ積分時間要素が偏差をなくすということがいえるのかがわかりません。比例、微分は怪しいですが理解できました。どなたか教えてください。お願いします。

  • インバーター、モータのPID制御について

    インバータ、モータのPID制御につきまして、おしえてください。 初心者のため、的外れや、間違いあるかもしれませんが、その場合はご指摘頂ければ幸いです。 1)ステッピングモータを用いたバルブと流量センサで、流量のPID制御を行いたいと考えて います。流量センサの信号をマイコンにフィードバックさせ、目標値(目標流量)と流量センサ の測定値が同じとなるように、制御する予定です。。。予定というかPID制御したいと思っています。 この場合、ステッピングモータの操作量は何になるのでしょうか?速度でしょうか? PID制御は目標値と測定値から偏差を求めて操作量を変化させ動かすことは知っていますが、 この場合は、偏差が大きいときは、速度を速く、小さいときは速度を遅くして制御するという 認識で宜しいのでしょうか? 2)上記は流量センサをフィードバックしますが、DCモータ等では、ポテンショメータ等で位置 をフィードバックし目標開度とポテンショメータ測定開度が同じとなるように、制御する手法も あると思います。 この場合、PID制御の操作量は何になるのでしょうか。またこの操作量は変化するのでしょうか? 目標開度とポテンショメータ位置が同じになるようにモータを回すだけだと思うので、操作量 の変化というもの自体がないと思うのですが(モータを回すか回さないかのみ??)、、、、 特にステッピングモータでポテンショをフィードバック制御した場合は、指定開度でピッタシ止まる ので、操作量変化はないように思います。PID制御は偏差に応じて操作量が変化するものと思い ますが、上記のような制御は(特にステッピングモータを用いて測定値をフィードバックし制御する 方法)PID制御とは言わないのでしょうか? またインターネットで、位置型PID、速度型PIDがあることを知りましたが、どういったものか教えて 頂けないでしょうか? 3)インバータにもPID制御があると思います。その場合は回転数を制御しているものと思います。 例えばですが、流量センサをフィードバックし、目標流量と同じとなるようにポンプ周波数をPID 制御するとします。 その場合の目標流量=測定流量となるまでの周波数変化はどのようになるのでしょうか? 動き始めは、目標流量>測定流量(フィードバック値)が大きく、(例えば)100Hzとしたら、 目標流量と測定流量が近くなるにつれて、周波数はさがっていくという認識で宜しいでしょうか? (75Hz・・・50Hzといった感じに) そして、同じとなった周波数で回転数変化停止ということで宜しいでしょうか? 今一、ピンときていないのですが、目標流量と測定流量が近くなったとしても、まだ目標流量>測定流量が成り立っている場合に、周波数をさげてしまうと、逆に目標値と測定流量の差は大きく なるものではないかとイメージ的に考えてしまうのですが。。。。動きはじめ100HZで動かしている にも関わらず目標流量に到達していないところを周波数をさげてもよいのでしょうか? 的外れなことが多々あると思いますが、よろしくお願いいたします。

  • PID制御について

    比例制御・積分制御・微分制御がどういうシステムに使われているかを教えてください。 またそれらを複合したPI制御、PD制御、PID制御について教えてください。

  • PID制御

    PID制御に関して学習しようと思っていると下記のような説明がでてきました。 >>積分時間TI は、ステップ偏差を与えたとき、P制御による操作信号>>変化に相当する操作信号変化をI制御のみで発生させるために必要>>な時間ということになります。したがって、積分時間TI を小さく>>すればするほど積分制御の影響が強くなります。 この意味が良く分かりません。なぜ積分時間を短くすればするほど、制御の影響が強くなるのでしょうか?? 比例制御と微分制御は理解できたのですが、積分制御に関しては上手く理解できていません。どなたかご教示願います。

  • PIDコントローラについて知りたいのですが

    PIDコントローラを授業で学んだのですが、回路図がないためにどのような回路で構成されているか知りたく、ネット、制御工学の参考書を調べてみたのですがわかりませんでした。 比例動作、微分動作、積分動作を組み合わせるということは、微分回路と積分回路をつなげてあと抵抗をつなげるのだと思うのですが、どのようにつなげるか、またそれで考え方が正しいのかがわかりません。 もしよろしければ教えてください。

  • PID制御について

    下記の「モータ制御の仕方」を見ています。 http://www.picfun.com/motorframe.html このPID制御によりヒータの制御をしたいと 考えています。 しかし定性的に理解できない点があり、皆様のお知恵をお借りしたく質問させていただきました。 PI制御において 結果的に操作量Vのとき現在値が目標値に達し、その状態を維持できると仮定します。 現在値が目標値になったときは 1.偏差が0になるので比例項は0になります。 2.そうすると操作量Vを維持するものは積分項のみとなります。 3.最適に制御された場合ということは目標値に達したとき積分項の値がVです。 4.もし3.での積分項の値がVより大きければ必ずオーバーシュートが発生して   -偏差が発生し積分項を減らしVに近づきます。 という考えでよいのでしょうか? よろしくお願いします。

  • PID制御のむだ時間についてです。

    先日PID制御について勉強しました。実際の現場でもフィードバック系の中ではこのPID制御をほとんど使用すると聞きます。 PID制御の実験でむだ時間が多少おおきくなってしまうだけで、制御に大きく影響してしまいました。むだ時間制御はPID制御において最も重要かつ慎重を要するファクターかは分かりました。 ここで質問ですが、むだ時間が長い過程がなんでこんなに制御が難しいのですか?この長いプロセスのときに上手に制御するにはどうしたらよいのですか? すみませんが、お願いします。

  • PID制御のサンプリング単位と制御出力の時間間隔

    水の中にヒータを入れ、PID制御のプログラムを書いて、温度制御しています。 ヒータの通電制御はSSRなので、実際はON/OFFしかできません。そのため、1秒のうちの通電期間と非通電期間の比率を変えています。例えば、50%の出力なら、ON0.5秒、OFF0.5秒です。50Hzなら1秒を50分割するため2%単位で出力を変更できます。 通電の比率はPID制御で、1秒毎にサンプリングを行って出力を計算しています。 今まで、通電の比率を変える間隔が1秒なので、PIDによる出力量の計算も1秒単位で行っていました。PIDの計算は位置型で行っています。 ですが、速度型PID制御なら、サンプリング期間のみの出力から制御対象の変化分だけの出力を行える、と気づきました。サンプリング期間をもっと短くし、それを1秒間積算した値を1秒毎に出力すれば、もっと適切な出力になるのではないかと、、 質問ですが、PID制御のサンプリング単位と制御出力の時間間隔は、同じでなくても良いですか? 世の中の温度調節器などはどうしているのでしょう? どうぞ宜しくお願いします。