PID制御
位置型PID制御
目標値$ s(t)と現在の値$ p(t)のギャップ$ e(t):=s(t)-p(t)から、ギャップを埋めるために必要な操作量$ c(t)を計算する
$ c(t)=K_p(s(t)-p(t))+K_i\int_0^t(s(\tau)-p(\tau))\mathrm d\tau+K_d\frac{\mathrm d}{\mathrm dt}(s(t)-p(t))
$ c(t):操作量 (control variable)
制御入力, manipulated variable, MV, controlling input
$ s(t):目標値 (setpoint, reference SP)
$ p(t):制御量 (process variable, controlled variable, 制御出力, controlled output PV)
$ e(t):制御偏差 (error value)
$ K_p:比例ゲイン
比例帯
$ K_i:積分ゲイン
$ :=\frac{K_p}{T_i}
$ T_i:積分時間
$ K_d:微分ゲイン
$ :=K_pT_d
$ T_d:微分時間
$ e(t)で書き直すと
$ c(t)=K_pe(t)+K_i\int_0^te(\tau)\mathrm d\tau+K_d\dot e(t)
役割
P制御:制御偏差$ e(t)に比例した操作量$ c(t)を与える
ずれが大きいほど大きく操作する
I制御:制御偏差$ e(t)の減りが鈍いとき操作量$ c(t)を増やす
オフセットをなくす
D制御:オーバーシュート対策&急激な$ p(t)の変動に対応
不完全微分 (lagged)を使う
不完全微分ではないので別のリンクにしたtakker.icon
てか訳を間違えていないか?
laggedだから不完全ではなく遅れなのでは?
『PID制御 現代制御論の視点から』p.143 では近似微分と呼んでいる
https://ja.wikipedia.org/wiki/PID制御
web app
PID制御シミュレータ | 理化工業株式会社
比例帯$ Pを使っている
$ K_p:=\frac{100}{P+10^{-6}}
https://hatsumeihakken.com/pid-seigyo-sim-wp/
<script>に直接codingしている
位置型PID制御
https://github.com/pmorim/pid-tuner
PID制御の仕組み | 理化工業株式会社
わかりやすいPID制御 | 組込み技術ラボ
第四回 PID制御について | やさしい自動制御のお話 | 調節計(温調計)まるわかりサイト | アズビル株式会社
PID制御のプログラム例。仕組みと考え方を詳しく解説!
RustでPID制御を書いてみる。オイラー法で制御モデルを解く - 気ままに技術勉強ブログ
はじめに|PID制御完全攻略ガイド:実践で学ぶ基礎・応用
reset windup
$ c(t)の値域に有限の場合に積分項が蓄積して大変なことになる現象
integral windup, 積分ワインドアップ
速度型PID制御
tuning
Ziegler Nicholsの限界感度法
PI制御チューニング : Ziegler Nicholsの限界感度法 - ヤカンヒコウ
リミットサイクル法
ステップ応答法
動的
適応制御の基礎 #Python - Qiita
PID制御を極めよう ~原理から調整まで~(MPCも少し) #MATLAB - Qiita
第2回 PID制御の過去、現在そして将来
連載 PID制御のお話
https://www.scribd.com/document/668252053/position-form-velocity-form-of-PID-controller
code
https://gist.github.com/bradley219/5373998
Cによる位置型PID制御コード
anti-windup
https://www.shinkawa.co.jp/wp-content/uploads/2020/12/23.pdf
PID Controller ブロックを使用したアンチワインドアップ制御 - MATLAB & Simulink
PID制御器のAnti-windup - 制御趣味
自動整合
速度型PID制御
D制御で逆応答が発生することに注意
なんでアンチワインドアップって必要なの? #MATLAB - Qiita
https://qiita.com/kerochan/items/c3e3f2d6b1f8df635b12
『PID制御 現代制御論の視点から』
モデル予測制御
モデル予測制御の基礎|ロボ學 - ROBOGAKU
参照軌道
https://www.oyama-ct.ac.jp/tosyo/kiyou/36/36watari.pdf
シンプルなモデル予測制御“Predictive Functional Control”
https://www.st.nanzan-u.ac.jp/info/ma-thesis/2022/nakashima/m21sc003.pdf
モデル予測制御(MPC)による軌道追従制御 #MATLAB - Qiita
overshoot
目標値を越えてしまう
hunting
振動してしまう
1次遅れ系のPID制御
1次遅れ系のPID制御
P,I,Dの意味が変わってくる
https://controlabo.com/pid-velocity-control/
P:ダッシュポット
I:ダンパー
D:質量 (振動がひどくなるのでいらない)
PI制御で十分みたい
https://okasho-engineer.com/first-order-delay-pid-control/
https://www.mgco.jp/magazine/plan/mame/b_control/9702/
極配置法
https://www.isc.meiji.ac.jp/~mcelab/kikai_jikken1/20140114_jikken1_haifu.pdf
インタラクティブシステム論 第8回
フィードバック制御 (閉ループ制御)
対象の状態を見て
目標と現状のgapを調べ
出力を変化させる
制御
素朴な実装がオンオフ制御
https://kaji-lab.jp/ja/index.php?people/kaji/ninshiki
PID 制御の基礎 (MGウェビナー用参考資料)
比例帯 (PB)
proportional band
バイアスつきP制御$ c(t)=K_pe(t)+bにて、操作量$ c(t)に上限と下限があるときのその逆像の幅のこと
$ cから決まる$ eの条件が$ \frac{c_{\min}-b}{K_p}\le e\le\frac{c_{\max}-b}{K_p}
よって比例帯$ PBは
$ PB=\frac{c_{\max}-c_{\min}}{K_p}
となる
偏差が比例帯内に収まるときのみP制御が働き、範囲外ではオンオフ制御と同等となる
通常は制御偏差の値域の相対量で表示する
https://www.fa.omron.co.jp/guide/glossary/meaning/3359.html#:~:text=解説&text=現在値と設定値,変化幅は大きくなる。
https://www.jsme.or.jp/jsme-medwiki/doku.php?id=13:1010970#:~:text=proportional%20band&text=調節器を比例動作,割合(%)である.
https://www.matsusada.co.jp/column/pid_control.html#:~:text=比例制御,ため、注意が必要です。
$ p_{\min}\le p\le p_{\max}のとき、$ |e|\le p_{\max}-p_{\min}となる
相対量を$ p_bとすると
$ p=\frac{PB}{p_{\max}-p_{\min}}=\frac{c_{\max}-c_{\min}}{p_{\max}-p_{\min}}\frac1{K_p}
積分時間$ T_iと微分時間の図解がわかりやすい
$ T_iは$ e=\text{const.}のとき、P制御による操作量とI制御による操作量が等しくなる時間
定常偏差 (永久偏差, 残留偏差)など一定の制御偏差が残っても、$ T_i経過するごとに操作量が倍増するということ
$ T_dは$ \dot e\neq0\land\ddot e=0のとき、P制御による操作量とD制御による操作量が等しくなる時間
$ T_d経過後のP制御による操作量分を、最初から上乗せしておく
ステップ応答法
操作量の変化と制御量の変化にはラグがある
それを調べてPIDパラメタに反映する簡易的な手法
等価むだ時間$ L
応答送れを表す
等価時定数$ T
変化の速さを表す
プロセスゲイン
$ \frac LTのが小さいほど制御が容易
辻峰男
パワーエレクトロニクスと電動機制御入門
自動制御の理論と応用
第9章 PID制御
2025-11-08 13:51:25 この切り口の数式の解説が今のtakker.iconがほしいレベルかな
いや、Laplace変換ちゃんとやらないと引っ掛かるな
非線型制御
1.制御とは何か
基礎的な話
「ディジタル制御」(前半)
可観測正準形
可観測性
状態空間モデル
フレキシブルリンクの制御資料–4 PI 制御
新潟大学工学部化学システム工学プログラム3年生向けプロセスシステム制御
https://www.global.toshiba/content/dam/toshiba/migration/corp/techReviewAssets/tech/review/1997/10/52_10pdf/a05.pdf
連載 PID制御のお話
6.4 Adjusting PID Manually
図解がわかりやすい
https://web-material3.yokogawa.com/Adjusting%20PID%20Manually.pdf
p.92 (5-25)から
テキスト
制御工学などで調べると出てくる
Proportional-Integral-Derivative Controller
PID Controller
#2025-12-30 14:38:40
#2025-12-18 06:29:52
#2025-11-15 11:40:05
#2025-11-12 09:17:13
#2025-11-08 13:59:39
#2025-11-06 22:18:54
#2025-10-28 01:28:58
#2025-09-06 00:16:16
#2025-09-05 22:02:25
#2025-09-03 15:50:31