制御系設計論」の講義資料を動画にしました
第３回はPID制御を説明しています
【書き起こし】(2) 【Vol.7】制御系設計論 第３回 その１
(00:04) はいみなさんこんにちは南ですヘッド今回 pid 制御の8勉強していきたいと おもいます あ pid 制御ですねやまフィードバック生 ok 構築するときによく使われる まあコントローラーの形になっております pid 制御ですけどもえっとコントラ設計なのでもこの経営の部分ですねこの系の 部分を設計するんですがここが pid 制御よく使われます api d 制御の8ブロック線図をちょっと書いてみたいと思いますが 8 kp kp というブロックとそれか積分 ね積分のブロック それから微分のロックということでドラぷら戦艦したものを書いていますので 積分が s に代わっていて微分がフェス分の1に変わっていて 微分が s に変わっているような形になっています ええっと bid 制御の場合はこの偏差の情報を使うのですか偏差な情報を 使ってこういうふうに並列んですねブロックを配置して 入力を決めます
(01:07) んですね atm 等のになりますが形で偏差の kp 場合それから偏差の積分したものを ki by して多数それから偏差を微分して kd バーしたの多数という形になってい ます えっと式で角度ですねえっと ok 9俺が系ですね これがまあこのプレーが経営に あっては切るわけですけども a 棟 これは8時間の 式で書いておくという t はですね ap の et 検査をケーキ by するそれから 偏差を積分するんですね 偏差を積分して ki by するとそれからヘッド最後ですね kad なんですけども 偏差を微分します
(02:12) これが pid 制御ということになります ネットケース格闘ケースはねえっと kp + 数分の系 +あ kads となっています 8比例積分微分 tid ですねたで9型ピーコ比例原因といいます この ki ですね ki を積分原因といいます 最後 kad これが日文芸んです でちょっとそれぞれの役割を説明してみたいと思うんですけれども えっと p 制御ですね p はこれ比例要素 ね偏差の一例は去っで方いきますので比例要素 これはですねあの現在の値に対する まあ
(03:16) 値に対して操作量を決めるものに制御決めるものになっていますゲーム大な情報ですね でプロポーショナルのえっと p をとって b 制御と言います一例ですね それから積分ですね はい綾瀬気分なんですけども ped の愛は積分です 所あの積分しますのでは過去の蓄積の情報は使われるということでこのかこの情報を 使っているというものになります ま例えばの台車の位置決めするときにですね えっとまぁ p 制御だけだと今の位置がどこにいるのか目標値がここでも食えとてる 台車がこうあってですね 目標事故にあった時に ここ目標ですね ヘッドを比例西洋はですね今今の市この距離ですねこの距離の情報を使って決めるん ですけれども
(04:18) 積分はですね過去にどんだけ動いた動いてどれだけ偏差があったのかっていうのを 情報として使いますこれ何が嬉しいかといいますと例えば 台車かななんかの地下でこう止まってしまった という時にですね比例スイングの力だけではですね動けないという時にどこ積分この この距離の情報ですねご積分していきます この距離をずっと時間ととも積分していくとどんどんその 偏差裸体大きくが閉鎖大変わらないんですけど積分チャドン毒を増えていきますので それで制御入力大きくなって言って台車多くという状況になるなりますのでそういう 過去の情報をうまく使っていくと8は例えば摩擦の影響とかを孫麗で8 解消できたりします 最後ですねえっと pin d ですねこれは微分要素です まあこれはの現在過去ときたこれ未来なんですけどもまぁちょっと見ないですね ちょっと未来のちょっと先の情報使っているものになります
(05:26) とまぁ傾きを見ているようなものになるわけですけども とこれがどうだけどどういうふうに台車が動いていくのかっていうのをが予見しながら 8生が入部を決めていくとへたとえを早く動いているとでオーバーシュートということ が行き過ぎたりするわけですけれども そのへ行き過ぎそうだっていうのを本微分の情報として使ってですね セグにを決めてまああのの行き過ぎが起きないようにするとかですねまあそういった ことが出来るというものになっています pid 制御まあ非常にシンプルですのでよく使われます ん 8設計としてはこの比例原因と積分原因と微分でこの3つの原因ですねパラメーターを 決めるというものことになっていきます でまぁこれが一般的な pid 制御なんですけれども ヘッド実はですね現場で使うときて実は改良版がよく使われますのでそれを説明して おきましょう 改良型 pid ねっ 越冬 てに書きたいと思うんですけれども8ですね
(06:32) どう pid 西洋で8 書くと本当はですねこの 微分のところもですねこれ並列に 西鶴んですけれども改良型はですね実はここですねこっちに来がきます 形ですね えっと本当はですね偏差の情報を使って制御入力いうを決めるんですけども えっと改良型の場合はですねピートえっと愛のとこだけ閉鎖の情報を使って と d のところですね微分のところはですね出力の情報を使って決めるという形になって います これらの pi 配布 b と書いて 微分先行型の pid 制御と言うんですけども 仕切り書いたがわかりやすいでしょうか us 以降るー k b +ヘス分の ki
(07:40) いい マイナスの あマイナスの ab s 5 s あ 子役形ですね えーとこれ改良型徹尾部のところだけ ヘッド偏差の情報使わずに出力の情報を使うという形です 何が嬉しいかといいますと実は 8目標 jr はですねステップ入力があったとするとですねこの辺さんところこう いうがですね実はの偏差のリブんですね 偏差の微分がですね 微分値がですね ちょっとおっきい方になってしまうと 微分大きくな体が大きな値になってしまうのでそれを避けるために越冬をこういう風に するということですねますテープ動腦目標値を与えた時にこういう日文キックという あの現象ですね良くない とうとうが出てくるんでまあそれを避けるためにこの日部のとこだけですね出力の情報 のみを使う ん r あっ偏差の情報は r 日加えるのでこの r の方の情報使わずにマイナス場合 のとこだけ使いましょうというのはこの
(08:49) 変えれば他の pid 制御になります 皿に盛りもう一段階どうしたのがありましてそれがですね アイハイフン pd 微分比例微分戦後方の pid 制御というものになります ヘッドリーに餌をちょっとくずを書いてみたいと思います えーこれはですね 積分のとこだけ偏差の情報を使うというものになっています なので ですかね えっと さっき一例のピレーは 辺土名の情報使ってたんですけどこの場合はですねこう書けます ですかね 偏差は偏差の情報積分のとこしか使わずに
(09:54) あとは場合の情報ですね出力の前の情報ね kp と kd の制御をかけるという形 になっています これはアイハイフン pd と書きまして比例微分先行型の pid 制御です 狙いは先程と同じで微分ところはですね微分キックでないようにするということとあと 非礼なところもですね実はステップ常に変化する目標値はやっぱりあの急激に 船の制御にロゴが変化してしまいますので それを避けるためにえっと一例のホームですね t の請願ところも え 出力の情報だけを使うということにしています us = s 分の kita 聞く ap +あ ad sys っていう形ですね なっています これが改良型の pid 制御でした
