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PID 制御

2026年10月15日1分で読めますAI生成教科書『基礎理論』第10章 制御系設計:根軌跡・PID・進み遅れ補償

AI 生成・木下が未勉強

制御工学入門 第10章 §10.2

要点

PID 制御器

C(s)=Kp+Kis+Kds=Kp(1+1Tis+Tds).C(s)=K_p+\frac{K_i}{s}+K_d s =K_p\Bigl(1+\frac{1}{T_i s}+T_d s\Bigr).

要点

各項の役割

  • 比例 P(KpK_p):現在の誤差に比例。大きいほど速応・定常偏差減だが行き過ぎ・不安定化。
  • 積分 I(KiK_i):誤差の累積。定常偏差を 00にする(型を上げる)が、位相 −90∘-90^\circ で余裕を食い振動的に。
  • 微分 D(KdK_d):誤差の変化率。先読みして行き過ぎを抑え、位相 +90∘+90^\circ で安定余裕を増やすが、ノイズに弱い。

気持ち

PID は「今(P)・過去の溜まり(I)・これからの兆し(D)」を混ぜて操作量を作る。P だけだと残留偏差が残り、I を足すと消えるが揺れやすくなり、D を足すと揺れが収まる—という役割分担で、三つの調整つまみで速さ・正確さ・安定を釣り合わせる。車の運転でいえば、目標との差で踏み込み(P)、なかなか届かなければ徐々に強め(I)、近づく勢いが速すぎたら緩める(D)。実装が簡単で強力なため産業用制御の大半を占める。

木下の勉強ステータス

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