PID制御 入門・基礎講座

現在最も多用されているPID (P:Proportional、比例、I:Integral、積分、D:Derivative、微分) 制御について、PID制御基本式がどのようにして生まれたか?の基本から入って、「PID制御基本式」を導き出します。この生まれたままの「理想PID制御」はそのまま実用すると支障が出るため、実用に耐えるように工夫した各種の実用PID制御、つまり実用偏差PID制御、測定値微分先行形PID制御 (PI-D制御) および測定値比例微分先行形PID制御 (I-PD制御) について説明したのち、更に高度化した先端の「2自由度PID制御」 (講師が開発・実用化したもの) を詳しく説明します。その上で、連続系からどのようにディジタル化するかを説明し、各種ディジタルPID制御演算式を導き、ディジタル化に伴う問題点、留意点などを詳しく説明し、制御対象の特性に適合するようにディジタルPID制御を加工、変形して応用できるレベルに達することを目標として説明します。 　講師は長い制御技術の開発および応用経験から「PID制御を正しく駆使すれば、他の制御技術は不要といっても過言ではない」という体験的持論を持っています。このことは、言い換えると「PID制御を制御上のニーズや制御対象特性に適合するように、変形・加工・組み合わせをすれば、ニーズを満たす高度な制御性能を実現できる」ということを意味します。
この持論を理解し、実感できるように説明を展開し、シミュレーション実習や質疑応答によって、さらに理解を深めるように進めます。 　PID制御は制御全体のNo.1シェアを持つ基盤制御技術であることから、制御に何らかの関わりを持つ技術者にとっては必修の技術です。ディジタルPID制御の基礎から先端の2自由度PID制御技術まで、詳しく説明しますので、各種の機器、装置またはシステムの制御系のエンジニアリング、研究、開発、設計、試験調整、現地調整、メンテナンスなどに関係する技術者は実践的応用力や問題解決力を強化・向上のために、ぜひ、ご参加ください。

1. PID制御基本式はどのようにして導き出されたか?
   1. PID制御基本式とその概要
   2. P (比例) 動作とオフセット (定常偏差)
   3. I (積分) 動作とオフセット除去
   4. PI動作に欠けているもの:D (微分) 動作
   5. PIDパラメータの意味とまとめ
2. ラプラス変換と各要素の伝達関数表現
   1. 各種変換の必要性
   2. 各要素の伝達関数表現
   3. PID制御のラプラス変換
3. 理想PID制御から実用PID制御へ
   1. 入力の高周波成分を抑制した不完全微分
   2. 実用偏差PID制御
   3. 測定値微先行形PID (PI-D) 制御
   4. 測定値比例微分先行形PID (I-PD) 制御
   5. 自由度PID制御
   6. 一般PID制御の限界と2自由度PID制御
   7. 目標値フィルタ形2自由度PID制御の特長
   8. ベーシック2自由度PID制御
   9. スーパー完全2自由度PID制御
4. 制御対象特性と必要な制御動作
5. ディジタル化と実践ディジタル制御
   1. 各種変換の必要性
   2. 位置形演算式と速度形演算式
   3. 図変換法による理想PID制御のディジタル化
   4. 差分法による実用PID制御のディジタル化
   5. ディジタルPID制御実装上の留意点
6. おわりに