ローパスフィルタを組み込hだI-PD制御系の設計

摘要

現在最もよく使われているフィードバック制御としてPID制御がある.PID制御は，制御量と目標値との偏差の比例，微分，積分の3項の和を制御則として用いる制御方式である.しかし，偏差を用いるPID制御では目標値をステップ上に変化させた場合に微分動作や比例動作により急峻な変化が操作量に発生するという問題や，外乱抑制特性が最適になるようにPIDパラメータ値を調整すると，目標値追従特性が大きくオーバーシュートしてしまうという問題がある.そこで，実用的なPID制御系として，目標値に対する比例，微分動作を除外した比例微分先行型PID(I-PD)制御が提案されている.また，PID制御の別の問題として，高周波ノイズを過度に増幅してしまうという問題がある.そこで，高周波信号成分を抑制するローパスフィルタを制御系に挿入し，制御系のノイズ抑制性能を向上させる手法が提案されている.しかし，フィルタを挿入するとオーバーシュートが発生しやすくなるためPIDパラメータを保守的に設定しがちである.