PIDパラメータをゲインから時間に変換する方法

更新しました Nov 27, 2018

使用製品

Software

  • LabVIEW Control Design and Simulation Module
  • LabVIEW Base
  • LabVIEW Professional
  • LabVIEW Full
  • LabVIEW PID and Fuzzy Logic Toolkit

問題

PID and Fuzzy Logic Toolkit(旧名: PID Control Toolkit)を使用しています。PID関数のPIDゲイン入力は、比例ゲイン、積分時間、微分時間を算出します。自分は比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲインに精通しています。これらの2つの形式の違いは何ですか?また、どのように変換するのですか?

解決策

PIDコントローラアルゴリズムの主要な3つの分類は、理想、並列、および直列です。
以下の式に示すように、Kp、Kcはゲインパラメータです。TiおよびTdはそれぞれ積分および微分時間です。

ここで、


 
  • 比例項またはゲイン
比例項は、現在の誤差値に比例する出力を変化させます。

比例ゲインは、比例帯(PB)として表すこともできます。

したがって、50%の比例帯は比例ゲイン2に相当します。

 
  • 積分項またはリセット

積分項は誤差の大きさと持続時間の両方に比例します。積分時間を長くすると、積分ゲインを上げる効果とは逆の誤差に出力が応答しやすくなります。並列PIDの積分ゲインは、全体ゲインを理想PIDの積分時間で割ったものに等しくなります。
  • 微分項およびレート

微分項は、オーバータイム誤差の傾きを決定することによってプロセス誤差の変化率を示します。並列PIDにおける微分ゲインは、理想的な定式化における全ゲインの微分時間に等しくなります。
 

追加情報

  • PID Control ToolkitのPIDアルゴリズム実装に関する詳しい説明は、PID Control Toolkit User Manualの第2章を参照してください。
  • メーカーによって異なるPIDアルゴリズムが使用されるため、業界標準のPIDアルゴリズムはありません。
  • 理想および平行タイプは、チューニングアルゴリズムに最も関連性が高く、柔軟性があり、業界で広く使用されています。
  • 直列タイプは、基本的にPIコントローラとPDコントローラが直列になっており、初期のアナログコントローラを簡単に構築できます。

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