PIDの調整のコツ

質問

ＰＩＤの現場での調整のコツを教えていただけませんか？
教材ではいろいろ書いていますが
タッチパネルＰＬＣでは現状が見えるだけで目視確認しかできませんので
教材で書いてあるようなことは役に立ちません。
現状ではやみくもにトライアンドエラーを繰り返しています。

回答No.2

vortexcore · ベストアンサー

応答の速い系だとどんなパラメータでもそこそこですが、温度調節のように応答が遅いと結構面倒ですよね。

PID制御はP（比例制御）が基本ですが、それだけ必ず目標値との間にオフセットができてしまうので、それをリセットするためにI（積分）を入れるわけです。Dはスピードアップのためで、一旦値が落ち着いてしまえば全く効きません。このことを踏まえて、私は次のようにやっています。

まず、IもDも使わずにPだけにして、観測値がオーバーシュートしないで一定値に近づく位の値を探します。これくらいであれば現状だけしか見えなくてもできると思います。この段階では目標値との間にオフセットがあるはずなので、次に少しずつIを増やしていき、オフセットがだんだん小さくなる様子を観察します。あまりIを入れすぎると発振してしまうのでオフセットが消えたら適当なところでやめます。Dはほとんど使いません。

これだけだと「最適」ではありませんが、後は微調整でなんとかなると思います。

回答No.6

norioP

論点が異なりますが，
２自由度ＰＩＤ制御
というのがあります．

普通のＰＩＤ制御よりも
高い性能を達成できます．

以下，
r:目標値
y:観測量
u:操作量
とします．

Ａ：普通のＰＩＤ制御
　e=r-y
　u=K0(s)e　

Ｂ：代数論的２自由度制御
　e1=K1(s)r
　e2=K2(s)y
　u=e1-e2

補足０　３自由度以上はほぼ無意味．
補足１　Ａの制御は　Ｂの制御にてK1(s)=K2(s)としたときである（Ｂの枠組みの方が一般的）
補足２　普通のＰＩＤ制御は，何のメリットもないの，K1(s)=K2(s)　として制御性能を「無意識に」制約している

（参考文献：
アドバンスト制御のためのシステム制御理論，前田，杉江，朝倉書店）
ＰＩＤ制御，須田，朝倉書店）

回答No.5

kikero

vortexcoreさんの書き込みは、現場的実践的で良い解答だと思いました。
　行われている調整も、「それが限界感度法の測定操作事例だ」と言うべきものですね。

回答No.4

kikero

以下の２種類が代表的なチューニング方法です。
(1)限界感度法
　ＩとＤを外してＰだけにし、そのＰを少しづつ変えて行き、制御の結果出る指示が規則正しい振幅を示すＰ値（限界比例帯：ＰＢu）を求める。
　この時、指示振幅周期がＰu（秒）とすると、
　Ｐ＝１.７ＰＢu、Ｉ＝０.５Ｐu、Ｄ＝０.１２５Ｐu
(2)ステップ応答法
　制御せず、いきなり操作量を掛けて指示の変化を観察する。（例えば、室温状態にある炉をいきなり２００℃設定で加熱を開始し、指示温度を観察する、など）
　指示曲線を解析して、
無駄時間（指示が動き始めるまでの遅れ）＝Ｌ、
最大上昇部分の変化量（単位時間当たりの変化量）＝ΔＴ／Δt、
調節器の表示範囲＝Ｆ.Ｓ、
とすると、Ｒ＝ΔＴ／Δt×１００／Ｆ.Ｓであり、これより、
　Ｐ＝０.８３×Ｒ×Ｌ、Ｉ＝２Ｌ、Ｄ＝０.５Ｌ

　限界感度法は正確ですが測定が厄介、ステップ応答法は測定が簡単ですが精度は劣る、と言った違いがあります。
　しかし、最近の調節器にはAuto-Tuning機能の付いた物が多いはずで、そんなに苦労する事は無いと思いますが。

お礼

ご回答ありがとうございます。
オートチューニングシステムを使いたいところなのですが
うちのシステムはシーケンスプログラムを組んでいて
ある条件の時に固定開度や固定周波数にしなければいけないとかが
あるのでオートチューニングができないらしいです。

限界感度法やステップ応答法を使ってやってみます。
ありがとうございました。

回答No.3

gootara01

限界感度法ならできるでしょう？

参考URL：

http://www.miyazaki-gijutsu.jp/series/control332.html

回答No.1

CAW

制御対象によって千差万別ですから単純にはいえないでしょうね。
ヤマタケの指示調節計にはオートチューニングというのがついているのですが
制御出力を０～１００まで振ってその応答を見るというような
やり方です、使ってみたのですが、制御対象のほうが、音を上げてしまって
使えなかったです。ちなみに対象は冷媒回路だったのですけど。

うまい、チューニングアルゴリズムを発明したら、一財産作れますよ。