デジタル PID コントローラーは、プロセスを正確に調整するために、オートメーション システムで広く使用されています。 それらは、継続的な制御アルゴリズムをデジタル フォームに変換し、正確な調整と実装の柔軟性を可能にします。 設計原則と計算方法は、効果的な展開に不可欠です。

デジタルPIDコントローラーの基礎

デジタルPIDコントローラーは、目的のセットポイントを維持するために一緒に働く比例した、積分的、および派生物成分から成っています。アナログのコントローラーとは異なり、デジタル版は、各サンプリング間隔で制御信号を更新するために特定の計算方法を必要とする、ディスクリートのデータポイントで作動します。

デザイン原則

デジタル PID コントローラーの設計の第一次目標は、安定性と望ましい応答特性を達成するためにです。主な原則は、適切なサンプリング速度を選択し、 PID パラメータを調整し、制御アクションの最小限の遅延を保証します。継続的な PID の配列の適切なディスクレタイズは、システム性能を維持するためにも重要です。

計算方法

デジタルPIDパラメータを計算するためのいくつかの方法が存在します。 一般的なアプローチには、次のものが含まれます。

  • [Ziegler-Nichols メソッド:[[]]] 初期の PID 設定を決定するためにシステム応答を使用します。
  • ] ポーラ配置:[] 目的のダイナミクスを達成するためにシステムポールを配置します。
  • []アルゴリズムのチューニング:[]:システム動作に基づいてパラメータを最適化する自動化されたメソッド。

Tustin メソッドや後方差などの分化技術を使用して、連続 PID 式を離散形に変換します。これらの方法は、デジタル コントローラーの精度と安定性に影響を及ぼします。