資料紹介
1 目的
本実験では，PID制御方式により温度制御を行う．アルミニウムと真鍮に対して，PID制御のP動作，I動作，D動作の組合せを変えたり，むだ時間を加えたりした場合の温度変化を比較，考察する．
2 原理
PID制御は最も簡単な制御方法であるオン・オフ制御の制御量の変動を改善するために考案された．温度の場合のPID制御では，目標値と測定値の偏差を求め，?偏差に比例した項と，?偏差を時間で積分した項と，?偏差を時問で微分した項に，適当な重みをかけて組み合わせたものを電流の強さとすることで，温度の変動を抑えた調節が行える．ここで，偏差に比例した出力を出す動作を比例動作(P動作)，偏差の時間積分に比例した出力を出す動作を積分動作(I動作)，偏差の時間的変化率に比例した出力を出す動作を微分動作(D動作)という．そしてこの3動作を組み合わせてフィードバックする制御方式をPID制御という．制御偏差を とすると制御出力 は次の演算により出力される．
ただし， は比例帯[％]， は積分時間， は微分時間， は制御出力， は制御偏差( )， は制御量の設定値， は制御量の測定値である．ここに出てくる三つのパラメータ，比例帯，積分時間，微分時間は各動作の強さを決めるパラメータである．
式(2.1)を図示すると図2.1のようになる．また，式(2.1)はラプラス変換を使用して記述すると次のようになる．
ただし， はラプラス演算子， は のラプラス変換， は のラプラス変換である．
図2.1 PID制御のブロック線図
3 実験装置
図3.1に本実験の装置の配線図を示す．
図3.1 PID制御の実験装置
4 実験方法
4.1 アルミニウムの温度制御
4.1.1 P動作による制御
まず，熱電対の測温部をアルミニウムのヒータ側のねじに接触させた．次に，ナイフスイッチを入れ，温度調節器のパラメータ値のうち目標値(SV)を60[℃]に，P値を4[％]にそれぞれ設定した．
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目的
本実験では，PID制御方式により温度制御を行う．アルミニウムと真鍮に対して，PID制御のP動作，I動作，D動作の組合せを変えたり，むだ時間を加えたりした場合の温度変化を比較，考察する．
原理
PID制御は最も簡単な制御方法であるオン・オフ制御の制御量の変動を改善するために考案された．温度の場合のPID制御では，目標値と測定値の偏差を求め，①偏差に比例した項と，②偏差を時間で積分した項と，③偏差を時問で微分した項に，適当な重みをかけて組み合わせたものを電流の強さとすることで，温度の変動を抑えた調節が行える．ここで，偏差に比例した出力を出す動作を比例動作(P動作)，偏差の時間積分に比例した出力を出す動作を積分動作(I動作)，偏差の時間的変化率に比例した出力を出す動作を微分動作(D動作)という．そしてこの3動作を組み合わせてフィードバックする制御方式をPID制御という．制御偏差を とすると制御出力 は次の演算により出力される．
(2.1)
ただし， は比例帯[％]， は積分時間， は微分時間， は制御出力， は制御偏差( )， は制御量の設定値， は制御量の測定値である．ここに出て...
