バルブPID

PIDは制御ループの調整器パラメータであり、バルブのパラメータではありません。

Pの大きさはどのような具体的な意味を表し、Dの大きさは何を表しているのでしょうか？

最後に質問しますが、P比率の値の範囲は1％～300％で、D微分の値の範囲は0.1点から10点です。これらの数値の大きさは何を意味しているのでしょうか？

以前に見た、抜粋した内容： 工程の実務において最も広く用いられる調節器の制御則は、比例・積分・微分制御であり、略してPID制御、またはPID調節とも呼ばれる。PIDコントローラーは登場してから約70年の歴史があり、そのシンプルな構造、優れた安定性、信頼性の高い動作、そして調整の容易さから、産業制御における主要な技術の一つとなっています。制御対象の構造やパラメータを完全に把握できない場合、または正確な数学モデルが得られない場合、制御理論の他の技術を適用することが難しい場合には、システムコントローラの構造やパラメータは経験や現場での調整に頼って決定しなければならず、このような場合にはPID制御技術を用いるのが最も便利である。つまり、システムや制御対象を完全には理解できず、また有効な測定手法によってシステムパラメータを得ることができない場合に、最も適しているのがPID制御技術です。PID制御の他、実際にはPI制御やPD制御もあります。PIDコントローラとは、システムの誤差に基づき、比例、積分、微分を用いて制御量を計算し、制御を行うものです。 比例（P）制御 比例制御は、最もシンプルな制御方式です。そのコントローラの出力は、入力誤差信号に比例する関係にある。比例制御のみの場合、システム出力には定常誤差（Steady-state error）が生じる。 積分（I）制御 積分制御において、コントローラの出力は入力誤差信号の積分値と比例関係にある。自動制御系において、定常状態に達した後も定常誤差が存在する場合、その制御系は定常誤差を持つと呼ばれ、または単に差分系（System with Steady-state Error）と呼ばれる。定常誤差を除去するために、制御器には「積分項」を導入しなければならない。積分項は誤差の時間による積分に依存し、時間が経つにつれて積分項は増大する。このように、誤差がごく小さい場合でも、積分項は時間の経過とともに大きくなり、それによってコントローラの出力が増加し、定常誤差がさらに減少してゼロになるまで続く。したがって、比例＋積分（PI）制御器により、システムは定常状態に入った後、定常誤差が生じないようになる。 微分（D）制御 微分制御では、コントローラの出力は入力誤差信号の微分（すなわち誤差の変化率）と比例関係にある。 自動制御系は、誤差を補正する過程で振動や不安定化が生じることがある。その理由は、大きな慣性を持つコンポーネント（リンク）や遅延を伴うコンポーネントが存在し、誤差を抑制する働きを持つため、その変化は常に誤差の変化に遅れるからである。解決策は、誤差を抑制する作用の変化を「先行」させることであり、つまり誤差がゼロに近づいた時点で、誤差を抑制する作用はゼロであるべきだ。つまり、コントローラに「比例項」のみを導入するだけでは不十分であり、比例項の役割は誤差の振幅を増幅させることに過ぎない。現在必要なのは、「微分項」を加えることで、これによって誤差の変化傾向を予測できる。このように、比例＋微分を備えたコントローラは、誤差を抑制する制御作用を事前にゼロ、あるいは負の値にすることができ、その結果、制御対象量の深刻なオーバーシュートを避けることができるのである。したがって、慣性や遅れが大きい被制御対象に対しては、比例＋微分（PD）コントローラーによって、調整過程におけるシステムの動的特性が向上する。 PIDコントローラのパラメータ調整 PIDコントローラのパラメータ調整は、制御システム設計の核心的な内容です。それは、制御対象プロセスの特性に基づいて、PIDコントローラの比例係数、積分時間、微分時間の大きさを決定するものです。PIDコントローラのパラメータ調整方法には多くのものがあり、大きく2つのカテゴリーに分けられる。一つは理論計算による調整法である。それは主に、システムの数理モデルに基づき、理論計算によって制御器のパラメータを決定するものです。この方法で得られる計算データは必ずしもそのまま使用できるわけではなく、実際の工事に合わせて調整や修正を行う必要がある。二つ目は工程調整法で、これは主に工学的経験に依存し、制御システムの試験の中で直接行われる。また、手法が簡単で習得しやすく、実際の工事現場で広く採用されている。PIDコントローラのパラメータの工学的調整手法には、主に臨界比例法、応答曲線法、減衰法がある。3つの方法にはそれぞれ特徴があり、共通しているのは試験を行った上で、工学的な経験則に基づく式を用いてコントローラのパラメータを調整することです。しかし、どの方法を用いて得られたコントローラパラメータであっても、実際の運用において最終的な調整と改善が必要である。現在、一般的には臨界比率法が用いられています。この方法を用いたPIDコントローラのパラメータ調整手順は以下の通りです：(1)まず、システムが動作できる十分に短いサンプリング周期を事前に選択します；(2) 比例制御ループのみを加え、システムが入力に対して臨界振動を示すまで待ち、その時の比例増幅係数と臨界振動周期を記録する；(3)一定の制御度のもとで、式を用いてPIDコントローラのパラメータを算出する。