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PID制御

PID control

 PID制御の制御動作は,比例動作積分動作微分動作の三つからなる.比例,積分,微分に対応する英語の頭文字をとり,P,I,Dと略記する.PID制御は,アナログ制御とディジタル制御の両方で実現することができる.アナログ制御方式では,PID制御装置の伝達関数\({G_c}\left( s \right)\)を\[{G_c}\left( s \right) = {K_P}\left( {1 + \frac{1}{{{T_I}s}} + {T_D}s} \right)\]で表すとき,操作量(制御装置の出力)は\[u\left( t \right) = {K_P}\left( {e\left( t \right) + \frac{1}{{{T_I}}}\int_{ - \infty }^t {e\left( t \right)dt + {T_D}\frac{{de\left( t \right)}}{{dt}}} } \right)\]となる.上式の第1項が比例動作,第2項が積分動作,第3項が微分動作である.制御動作が比例動作のみのとき比例制御,比例動作と微分動作のときPD制御,比例動作と積分動作のときPI制御という.上式において,\({K_P}\)は比例ゲイン,\({{T_I}}\)は積分時間,\({{T_D}}\)は微分時間と呼ばれる.実際の調節計では,比例ゲインの代わりに比例帯が用いられることが多い.比例帯は\(1/{K_P}\)に比例した値であり,単位は%で表す.すなわち,比例帯とは,比例動作において,調節計の出力が有効変化幅の0から100%まで変化するのに要する入力の変化幅の割合(%)である.ディジタル制御方式では,PID制御は計算機プログラムによって実現することができる.このため,PID制御の計算式のことをPIDアルゴリズムということが多い.