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PID制御とは

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リモート, 写真, 制御, 趣味, 撮影, ローター, Fpv, ドローン, 同軸ケーブル, 技術今日は仕事のことについて書いてみます。

  1. 本記事は、PID制御について書きます
  2. これは個人的なアウトプットですので、参考程度に見てください。この記事により何らの保証や責任を負うものではありません

PID制御とは

PID制御はP(Proportional:比例)動作、I(Integral:積分)動作、D(Differential :微分)3つの要素を使って制御する方法。

P動作:SV値とPV値の偏差の比例値を操作量として、MV値を制御する方法。安定した制御はできるが、偏差が小さくなると操作量が小さくなり、SV値はフィードバック値に完全に一致せず、オフセット(定常偏差)が残る。

I動作:SV値とPV値の偏差の積分値を操作量として、MV値を制御する方法。偏差があると、積算されて操作量が大きくなっていくためP制御のようなオフセットは発生しないが、制御系の遅れ要素となるため、制御を不安定にする場合がある。

D動作:SV値とPV値の偏差の微分値を操作量として、MV値を制御する方法。偏差の変化量に比例した操作量を出力するため、制御系の進み要素となり、制御応答の改善につながる。ただし、振動やノイズなどの成分を増幅し、制御を不安定にする場合がある。

次に、ゲインについて。

ゲインとはP,I,Dそれぞれの比例定数のことです。以下の式を見るとわかりやすいかと。Wikipediaを参照しています。

 

u(t) = Kp * e(t) + Ki * integral e(t) * dt + Kd * de(t) / dt

 

Kpが小さいと偏差が大きくなる。Kpを大きくすると、PVがSVに近づいていく。大きすぎると振動やオーバーシュートする。

Kiを大きくすると、理論的にはSV値と一致する。

Kdを大きくすると、振動やオーバーシュートをなくすことができる。

 

本日はここまで。

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