PIDの理解
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PIDについて、最近いくつか資料を読んだのですが、いくつか理解できない点があります。この投稿を通じて、皆さんにPID制御に関する私の誤解している点を指摘していただければと思います。よろしくお願いします！ 比例Pが大きいほど、定常誤差は小さくなりますが、Pがある程度以上に大きくなると逆に振動が発生します。積分Iは小さいほど積分作用が強くなり、それに応じて応答速度は速くなりますが、大きくなると応答速度は遅くなります。積分時間が長くなるとオーバーシュートが起こりやすくなります。積分の作用とは、積分時間内に生じた誤差を蓄積し、時刻が来たら一度に出力するものです。したがって、積分時間が長くなるほどシステムの安定性は低下します。微分は主にオーバーシュートに対する事前の反応であり、ある種の予測値ですが、これが大きすぎると振動が発生しやすくなります。PID制御について、詳しく補足や説明をしてくださる方はいますか？あまり理論的になりすぎないで
比例作用Pは偏差に基づいており、偏差が一定の場合、比例作用が大きければ大きいほど調整作用も強くなる。そのため比例が過大になるとオーバーシュートが生じるが、ある程度のオーバーシュートは必要で、一般的に2～5％で十分だ。しかし比例がさらに大きくなると調整作用が強すぎて振動を引き起こす——比例作用は歩くことに例えられる。脳は常に足に前進するよう指示し、歩き方がずれて偏差が生じると調整して修正するが、修正が過度になると左右に揺れる振動が現れる。積分作用は比例作用を補完・修正するためのもので、比例作用だけでは実際の値が設定値と完全に一致するとは限らないからだ。つまり偏差は常に存在し、歩いているときに目で見た一歩が設定した目標より大きいと、次の一歩は少し短く踏む。それでも大きければ、さらに次の一歩も少し短くする。つまり偏差が存在する限り、脳は能動的に足の動きを調整して目標値に近づけようとするが、この接近は時間の経過とともに累積される偏差に基づいて計算される。これが微分作用である。数学的にはこのとき偏差を時間で積分すると、時間の経過とともに累積された偏差が得られ、この値は制御量と正比例し、その比率が積分時間定数となる。偏差が一定であると仮定すると、制御量が2倍になるのに必要な時間が積分時間となる。積分作用は、制御偏差が消えない限り徐々に微調整する制御則である。微分作用は歩くことを例にするとよく理解できる。もし足が再び左に向かって動こうとするのに目標が真っ直ぐ前方にある場合、脳は次の一歩の動きを事前に修正して偏差が生じないようにする。微分は測定値の変化傾向や変化速度に基づいているため、しばしば過剰に反応してしまい、使用時に振動を引き起こしやすい。一般的には大きな遅れがあるプロセス条件でわずかに加えるだけで十分だ。
比例作用が大きいほど、調節作用も強くなります。ここでは「比例」という言葉よりも「ゲイン」と表現した方が適切でしょう。PID演算において、比例項は実際にはその逆数として用いられます。
投稿者の説明は、製造現場の実際の状況にかなり合致している。
微分は迅速な追従であり、ほとんどの場合は設定しない。設定する場合でも一般的には小さい値が求められ、そうでないと振動しやすくなる。一方、積分は実際には遅延時間の反映である。
具体的な運転条件、回路のタイプ、計器やバルブの状態は、パラメータ調整時に考慮すべき要素です。単独のパラメータだけでは、たとえ自動制御を適用してもあまり良い効果は得られません~
素晴らしい記事を送るよ。見ればもっとしっかり理解できるはずだ