PI制御とPID制御について

質問

多くの制御系においてPID制御ではなく、
PI制御を採用していると思うのですが、これはDがなくても問題がないからだということを人から聞きました。

PI制御にするメリットは制御が簡単であるということだと思うのですが、それに対して
PID制御のメリットは何なのでしょうか？
PI制御でなければならない場合はどういうときなのでしょうか？

回答No.4

Hyperservo · ベストアンサー

このあたりは遥か昔に議論されています。絶版でしょうが、
制御工学I：岩波講座、基礎工学20（茅、北森、藤井、正田）
に領域図が記載されています。ほかにも探せばあります。
それによると、PIDすべてが有効であるのはかなり限られた
範囲になっています。

私は極配置するのにPDやPIではパラメータが足りないときに
PIDにしています。こうすると2次系などでパラメータが一意に
決まるので、それなりに便利です。もっとも、PIDにこだわる
必要はないですが。

あと、無駄時間のような時間遅れがある場合には
ハイゲインにすればするほど不安定になるので、
必ずしもDが必要ともいえないので注意が必要です。

＞Dはハイパスフィルタに相当しますが、直流成分をカットしてしまうと、余計に制御不能になってしまうと思います。

それはPI＊Dをしているのではありませんか？
P＋I＋DにすればPの直流成分が残っているから問題なしです。

ちなみにPI*Dをしてしまうと、あなたの言うとおり、制御できません。
現代制御でいえば１型サーボ系の構成条件を満たさないためです。

回答No.3

ruto

>なぜ温度制御のときのみ必要なのでしょうか
何も温度制御だけに限りません、遅れ要素があれば必要です。
>Dはハイパスフィルタに相当しますが、
Ｄは微分なので変化が大きいと出力も大きくなります。
設定値とプロセス値の差の時間的変化で修正します。

回答No.2

ruto

制御対象に遅れ要素がある場合はＤ制御を使わないと常にオバーシュートします。
　Ｄ制御は先を見越した制御をします。
　遅れ要素があまりない様な制御にはＰＩ制御で充分かと思います。

お礼

ありがとうございます。

あと２つよろしいでしょうか？

温度制御のときのみDが必要とのことですが、なぜ温度制御のときのみ必要なのでしょうか？温度だけ特別ということもないと思うのですが。

Dはハイパスフィルタに相当しますが、直流成分をカットしてしまうと、余計に制御不能になってしまうと思います。これはどう理解すれば良いのでしょうか？これと遅れ成分ということがいまいち結びつかないのですが・・・

お願い致します。

回答No.1

fujiyama32

室温や加熱炉などの温度を一定制御したい場合、部屋や炉の必要とする熱量に対して
PI分(偏差分)のみを加えても温度変化(応答)が遅くなるので、D制御分を追加します。
一概には言えませんが、温度制御の場合は[PID制御]が必要で、他の制御ではPI制御
で充分と考えれば良いと思います。

D制御は[微分動作]のことですので、変化が少しでも大きな値が出力されます。
結果的に温度変化に対して応答性が向上します。

次のURLをクリックして参照してください。判りやすい解説が表示されます。

http://www.compoclub.com/products/knowledge/jidou_seigyo/jidou_seigyo4.html

なお、最近ではPI(D)制御の他、現代制御と言われている新しい制御方式が多く使用
されています。これらについては次のURLを参照してください。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%88%B6%E5%BE%A1%E7%90%86%E8%AB%96