PID制御

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PID制御

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 PID制御とは、温度制御をはじめとした各種制御に用いられる一般的な制御方式です。
標値を設定して出力を自動で調整して目標値に近づける制御で、車の運転で例えると、
・時速60kmで走行しようとする際に60kmになるまではアクセルを踏み込む。
・60kmになるとアクセルを緩め一定の踏み込み量で60kmを維持しようとする。
このアクセル操作自体がPIDです。速度に応じたアクセル操作(踏み込む量)をPIDは自動で行います。

PIDとは
 P:Proportinal(比例制御)
 I:Integral(積分制御)
 D:Differential(微分制御)

の3つの組み合わせで成されています。

P(比例制御)は、偏差が大きくなるほど操作量が大きくなる事。つまり、車速と目標速度の差が大きいと、アクセルを踏む量が多くなる、と言う事です。 ただしこの比例制御だけでは偏差が小さくなると操作量も小さくなり、最終的に目標値に到達できず、目標値に極めて近い制御量の状態で安定した状態になってしまいます。(このわずかの誤差のことを「残留偏差」といいます。)
そこでI(積分制御)が、わずかな残留偏差を無くします。目標値に近づくと微妙な制御を加えることが出来るので、細かく目標値に近づけることが可能となります。
この比例動作に積分動作を加えた制御を「PI制御」と呼びます。

 PI制御で実際の目標値に近づける制御は完璧に出来ますが、外乱があった時にすばやく反応できず、すぐに元の目標値に戻す事はできません。そこで、必要になるのがD(微分動作)です。急激に起きる外乱に対し、偏差を見て、前回偏差との差が大きい時には、思い切って操作量を多くし機敏に反応する様にします。車の運転の場合、坂道などでは少し多くアクセルを踏む(操作量を増やす)ということです。

 この3つの組み合わせでスムーズな制御が可能となります。

温湿度管理


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