PID制御における比例、積分の影響についての議論
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みなさん、こんにちは！ 最近、PIDパラメータのチューニングについて調べているところですが、そこで与えられた値をステップ状に変更した場合について触れられていました。1、比例動作のみだと仮定すると、比例動作によって出力が急激に変化することになります； 2、積分作用のみがあると仮定すると、出力はステップ変化しない。 最初の文は比較的わかりやすいですが、二番目の文は理解しにくいです。なぜ積分作用によって出力にステップ変化が生じないのでしょうか。私の理解では、出力もステップ変化を起こし、それを出発点として出力が増加したり減少したりするはずです。 皆様と意見交換できればと思います。
PIのみが作用し、PVとSVの値が等しく、つまりE=0の場合、出力の変化量は0となる。この時点でSVにステップテストを行うと、Eが変化する。インクリメンタル型PIDアルゴリズムの場合、比例作用による出力変化量はKd*(E(n)−E(n−1))=kd*E(n)となり、同様に積分作用による出力変化量はKI*E(n)となる。KIがKdより大きい場合、積分作用による急激な変化は比例作用のそれを上回ることさえある。
既存の制御則には純粋な積分はなく、比例積分または比例積分微分のみである。 比例積分制御の作用により、ステップ変化が与えられると、出力はまずジャンプし、それを起点として出力が増加または減少する。
実際の現場では、積分と比例は一緒に組み合わせて使用され、すなわち比例積分制御となります。純粋な積分動作は出力にステップ変化を引き起こさない。なぜなら、積分動作の出力は直線であり、その傾きは積分速度に依存するからである。 比例積分制御において、偏差がステップ変化するとき、制御器出力に生じるステップ変化（垂直上昇）は比例作用の結果であり、これを出発点として出力がゆっくりと増加または減少するのは積分作用の結果である。