デジタルPIDコントローラーとは

比例積分微分（PID）コントローラーは、電子デバイスやシステムを制御するためによく使用されるデバイスです。 通常、数学的原理は、信号を処理し、接続先の電子機器で応答をトリガーするためにデバイスによって適用されます。 デジタルPIDコントローラーは、多くの場合アナログコントローラーと同様に機能しますが、マイクロプロセッサー、プログラマブルロジックコントロール、および専用ソフトウェアを含めることができます。 制御されるデバイスは、工場と呼ばれることもあります。これは、工業用モーター、アクチュエーター、その他の機械、および家庭用サーモスタットです。

デジタルPIDコントローラーは、単一のデバイスの管理に使用されることがありますが、システム全体に含めることもできます。 これらは通常、ある程度のフィードバックに基づいて、温度コントローラーなどのシステムで出力信号を正確に調整するために使用されます。 デバイスは通常、アルゴリズムと呼ばれる数学的計算を使用します。これにより、プログラムされたしきい値に達したときにアクティブ化することができます。 特定の時間に一貫して状態を監視することもできます。 この関数は、多くの場合サンプルレートと呼ばれます。

通常、エラー信号はデジタルPIDコントローラーの機能を駆動するのに役立ちます。 比例項は通常、誤差の数学的縮小を指しますが、積分関数は通常、誤差を可能な限り小さくすることを目的としています。 出力信号の変化が速すぎると、微分関数が他の2つのアクションを制限するため、補正が過剰に行われないことがあります。 比例積分微分コントローラーの3つの要素は、多くの場合、ソフトウェアプログラマーだけでなく数学理論の専門家によって設計されています。 通常はコンピュータープログラムである制御インターフェイスは、高度な専門知識がなくてもデジタルPIDコントローラーを管理するのに役立ちます。

デジタルPIDコントローラーを調整するにはソフトウェアコードが必要な場合がありますが、デバイスで管理される変数を調整するにはデバッグが必要な場合があります。 家庭用温度制御の場合、デバイスは多くの場合、設定温度とそれらからの偏差に応答するように設計されています。 デジタルPIDコントローラーは、部屋を暖めたり、冷やしたりするのに必要な時間を知ることもできます。 彼らは通常、部屋の温度も一定に保つことができます。

ほとんどのデジタルPIDコントローラーは、固定値を使用して動作します。 通常、プロセスはコントローラーによって無視されます。 通常、操作のパラメーターのみが追跡されます。 ただし、大規模システムのパフォーマンスを管理したり、アプリケーション全体のさまざまな用途に合わせて調整したりするために、さまざまなPIDコントローラーを接続できます。 デジタルPIDコントローラーのもう1つの利点は、サンプリング時間がパラメーターの調整にかかる時間のほんの一部であるため、通常、精度と有効性が最大化されることです。