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設備のマニアどっとこむ

IoT開発、設備・DIYのブログ!

PID制御について

以前シーケンス制御について述べたが、ON、OFFのみの制御のため温度や流量制御にはむかない。設定値にうまく収束させるためにはフィードバック制御が用いられるのだが、いまいち簡単に理解できる資料が見つからない。今回ゆるめのグラフでPID制御をまとめてみた。


まずはP(比例)制御

たとえば水色のラインが温度だとすると目標値を上下するように操作量(バルブが動いたりする量)が働く。しばらくすると目標値とすこしずれ(オフセット)収束していく。

P制御の操作量は目標値との差(偏差)に比例した値なのだがオフセットを減らそうと傾きを増やすと温度が収束せずに振動していってしまい、目標値と同じにはならない。

P制御のみで使われることはないがこの弱点を補うのがPI制御


オフセット部分を積分し操作量とすることで目標値との差をなくすことができる。

積分時間を短くすればするほど操作量への影響は大きくなっていく。ほとんどこのPI制御で目標値へ制御できるが外乱(外からの作用)があると収束に時間がかかってしまう。

収束のスピードを上げるために偏差を微分し傾きを求め素早く操作量を加えるのがPID制御。

操作量の式はこちら↓↓

温度、流量などの調節計のバランスをとるのにP(%)、I(積分時間)、D(微分時間)をベストな値にする・・・
と言葉でいうのは簡単ですが理論通りにはいかないなかなかめんどくさい制御なのです・・・。

















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プロフィール

HN:
佐々木 雅史
性別:
男性
自己紹介:
2021年 ラズパイ、M5stackを用いたIoT開発を専門で受注するアルティメンテを設立。代表を務める。
・2020年ラズパイコンテスト優良賞受賞
・設備系資格多数(電験3種、消防設備士甲4、2級ボイラー技士、危険物乙4、電工2種、技術士補(電気・電子)、エネ電、フォークリフトなど)

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