PID(Proportional-plus-Integrate-plus-Derivative)제어편집

목차

1. PID 제어란?
2. 단순 On/Off 제어
3. 비례 제어
4. PI 제어
5. 미분 제어와 PID 제어
6. 컴퓨터에 의한 PID 제어 알고리즘
7. 파라미터를 구하는 방법

본문내용

ng이라 부른다).
그래서, 이 파라미터는 cut and try로 실제 제어한 결과에서 최적한 값을 구하고, 그 값을 설정하도록 한다.
참고로 튜닝의 수법을 소개하면 스텝 응답법과 한계 감도법이 유명한 수법이다.
또, 프로세스 제어 분야에서는 이 튜닝을 자동적으로 실행하는 Auto tuning 기능을 갖는 자동제어 유닛도 있다. 이것에는 제어 결과를 학습하고, 그 결과로부터 항상 최적한 파라미터값을 구하여 다음 제어 사이클에 반영하는 기능도 실장되어 있다.
여기서 스텝 응답법에 있어서 파라미터를 구하는 방법을 소개한다.
우선, 제어계의 입력에 스텝 신호를 가하고, 그 출력 결과가 아랫 그림이라고 하자(파라미터는 적당히 설정해 둔다).
윗 그림과 같이 상승의 곡선에 접선을 긋고, 그것과 축과의 교점, 정상값의 63%에 해당하는 값으로 된 곳의 2점에서,
L: 낭비시간 T: 시정수 K: 정상값의 3가지 값을 구한다.
이 값으로부터, 각 파라미터는 아래 표와 같이 구할 수 있다.
제어 동작 종별
Kp의 값
Ki의 값
Kd의 값
비례 제어
0.3~0.7T/KL
0
0
PI 제어
0.35~0.6T/KL
0.3~0.6/KL
0
PID 제어
0.6~0.95T/KL
0.6~0.7/KL
0.3~0.45T/K
이 파라미터에 범위가 있지만, 이 크기에 의한 차이는 특성의 차이로 나타나며, 아랫 그림과 같이, 파라미터가 많은 경우에는 미분, 적분 효과가 빨리 효력이 나타나므로 아랫 그림의 적색선의 특성과 같이 overshoot이 크게 눈에 띈다. 파라미터가 작은 쪽의 경우는 하측 황색선의 특성과 같이 된다.

키워드

PID제어,   PID 이득의 특성,   단순 On/Off 제어,   비례 제어