PID上級 VI

1つ上のパレット: PID VI

インストールパッケージ: 開発システム

上級オプション機能を使用するPIDアルゴリズムを使用してPIDコントローラを実装します。上級PIDアルゴリズムには、PID VIが使用するアルゴリズムの機能の他、手動モード制御（バンプレスな手動‐自動切換）、非線形インテグラル動作、2自由度制御、2乗誤差制御があります。単一の制御ループを実装するには、このVIのDBLインスタンスを使用します。並列マルチループ制御を実装するには、DBL配列インスタンスを使用します。

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PID上級（DBL）

	アルファには、微分フィルタ時間定数を指定します。この値を増加させると、微分動作の減衰が増加します。 アルファは0～1の値、または微分フィルタを適用しないことを示すNaNが可能です。
	ガンマには、微分動作に適用される誤差を加重する量を指定します。デフォルト値は0で、微分キック（設定値の変更後に起こる可能性のあるコントローラ出力の急激な変化）を回避します。 微分キックの心配がない特定のカスケード制御操作では、ガンマを増加させることで、最初のPIDコントローラの速度が上がる場合があります。
	手動制御には、自動?がFALSEのときの制御出力の値を指定します。
	自動?には、自動制御と手動制御のどちらを使用するかを指定します。場合によっては、PIDコントローラの電源を切って、システムを手動モードまたは開ループモードで操作することが必要になる場合があります。デフォルト値はTRUEです。 自動?がFALSEの場合、このVIは自動制御を使用します。自動?がFALSEの場合、このVIは手動制御を使用します。このVIは、手動制御から自動制御へのバンプレス転送を使用します。
	出力範囲には、制御出力を強制する範囲を指定します。デフォルト範囲は–100から100で、フルスケールのパーセントで指定した値に対応します。 この範囲は、制御システムに合わせて変更できます。たとえば、パーセントからパーセントではなく、工学単位から工学単位に関連付けることができます。このVIは、指定された最小値または最大値でコントローラ出力が飽和したときに、積分器アンチワインドアップを実装します。 出力上限には、コントローラ出力の最大値を指定します。デフォルトは100です。 出力下限には、コントローラ出力の最小値を指定します。デフォルトは-100です。
	設定値は、制御されているプロセス変数の設定値または目標値を指定します。
	プロセス変数には、制御されているプロセス変数の測定値を指定します。この値は、フィードバック制御ループのフィードバック値と同じです。
	設定値の範囲には、設定値/プロセス変数の範囲の最大値と最小値を指定します。このVIは、非線形積分動作を計算するために設定値の範囲を使用します。デフォルト範囲は0から100で、フルスケールのパーセントで指定した値に対応します。この範囲は、制御システムに合わせて変更できます。たとえば、パーセントからパーセントではなく、工学単位から工学単位に関連付けることができます。 このVIは、非線形積分動作の計算と非線形誤差の計算に設定値の範囲を使用します。 設定値下限には、設定値/プロセス変数範囲の最小値を指定します。 設定値上限には、設定値/プロセス変数範囲の最大値を指定します。
	PIDゲインには、コントローラの比例ゲイン、積分時間、微分時間パラメータを指定します。 比例ゲイン(Kc)にはコントローラの比例ゲインを指定します。デフォルトは1です。 PIDコントローラを定義する式で、 KCは比例ゲインを表します。 積分時間（Ti, min）には、積分時間（分）を指定します。デフォルトは0.01です。 積分時間（Td, min）には、微分時間（分）を指定します。デフォルトは0です。
	dt (s)には、このVIが呼び出されるループサイクル時間または間隔を秒数で指定します。dt (s)がゼロ以下の場合、このVIは、分解能1 msの内蔵タイマーを使用して、前回呼び出し以降の時間を計算します。dt (s)が1 ms未満である必要がある場合は、値を明示的に指定してください。デフォルトは-1です。
	再初期化?には、統合されたエラーなど、コントローラの内部パラメータを再初期化するかどうかを指定します。アプリケーション全体を再起動せずに、制御ループを停止して再開することが必要な場合は、再初期化?をTRUEに設定します。デフォルト値はFALSEです。
	ベータには、設定値トラッキングの妨害拒否への相対強調を指定します。ほとんどのアプリケーションでデフォルト値の1が適切です。プロセスロード変更のような、妨害拒否への強調を指定するには、0から1の間の小さい値を使用することができます。 VIは、この値を2つの自由度アルゴリズムで使用します。
	線形性には、エラー応答の線形性を指定します。線形性の有効範囲は、0～1です。1の場合は通常の線形応答、0.1の場合はほぼ放物線状の応答になります。 VIはこの値を非線形の誤差と非線形ゲイン係数の計算に使用します。
	出力は、制御するプロセスに適用するPIDアルゴリズムの制御出力を返します。このVIが無効な入力を受け取った場合、出力はNaNを返します。
	dt出力（s）は、実際の時間間隔（秒）を返します。dt出力（s）は、dt (s)の値、または計算された間隔（dt (s)を–1に設定した場合）を返します。

PID上級（DBL配列）

	ガンマには、派生アクションに適用される誤差を加重する量を指定します。デフォルト値は0で、派生キック（設定値の変更後に起こる可能性のあるコントローラ出力の急激な変化）を回避します。 派生キックの心配がない特定のカスケード制御操作では、ガンマを増加させることで、最初のPIDコントローラの速度が上がる場合があります。 このVIは、ガンマ入力配列のサイズをプロセス変数入力配列のサイズに一致するように変更します。
	手動制御には、自動?がFALSEのときの制御出力の値を指定します。このVIは、手動制御入力配列のサイズをプロセス変数入力配列のサイズに一致するように変更します。
	自動?には、自動制御と手動制御のどちらを使用するかを指定します。自動?がFALSEの場合、このVIは自動制御を使用します。自動?がFALSEの場合、このVIは手動制御を使用します。このVIは、手動制御から自動制御へのバンプレス転送を使用します。デフォルトはTRUEです。 このVIは、自動?入力配列のサイズをプロセス変数入力配列のサイズと一致するように変更します。
	出力範囲には、制御出力を強制する範囲を指定します。デフォルト範囲は-100から100で、フルスケールのパーセントで指定した値に対応します。 この範囲は、制御システムに合わせて変更できます。たとえば、パーセントからパーセントではなく、工学単位から工学単位に関連付けることができます。このVIは、コントローラ出力が現在の最小値または最大値で飽和したときに、積分器アンチワインドアップを実装します。 出力範囲は、以下の要素のクラスタの配列です。 出力上限には、コントローラ出力の最大値を指定します。デフォルトは100です。 出力下限には、コントローラ出力の最小値を指定します。デフォルトは-100です。
	設定値は、制御されているプロセス変数の設定値または目標値を指定します。このVIは、設定値入力配列のサイズをプロセス変数入力配列のサイズに一致するように変更します。
	プロセス変数には、制御されているプロセス変数の測定値を指定します。この値は、フィードバック制御ループのフィードバック値と同じです。
	設定値の範囲には、設定値/プロセス変数の範囲の最大値と最小値を指定します。このVIは、非線形積分動作を計算するために設定値の範囲を使用します。デフォルト範囲は0から100で、フルスケールのパーセントで指定した値に対応します。この範囲は、制御システムに合わせて変更できます。たとえば、パーセントからパーセントではなく、工学単位から工学単位に関連付けることができます。 このVIは、非線形積分動作の計算と非線形誤差の計算に設定値の範囲を使用します。 設定値下限には、設定値/プロセス変数範囲の最小値を指定します。 設定値上限には、設定値/プロセス変数範囲の最大値を指定します。
	PIDゲインは、以下の要素のクラスタの配列です。 比例ゲイン(Kc)にはコントローラの比例ゲインを指定します。デフォルトは1です。 PIDコントローラを定義する式で、 KCは比例ゲインを表します。 積分時間（Ti, min）には、積分時間（分）を指定します。デフォルトは0.01です。 積分時間（Td, min）には、微分時間（分）を指定します。デフォルトは0です。
	dt (s)には、このVIが呼び出されるループサイクル時間または間隔を秒数で指定します。dt (s)がゼロ以下の場合、このVIは、分解能1 msの内蔵タイマーを使用して、前回呼び出し以降の時間を計算します。dt (s)が1 ms未満である必要がある場合は、値を明示的に指定してください。デフォルトは-1です。
	再初期化?には、統合されたエラーなど、コントローラの内部パラメータを再初期化するかどうかを指定します。アプリケーション全体を再起動せずに、制御ループを停止して再開することが必要な場合は、再初期化?をTRUEに設定します。デフォルト値はFALSEです。
	βは、設定値トラッキングへの外乱抑制の相対的重要度を指定します。ほとんどのアプリケーションでデフォルト値の1が適切です。プロセスロード変更のような、妨害拒否への強調を指定するには、0から1の間の小さい値を使用することができます。このVIは、ベータ入力配列のサイズをプロセス変数入力配列のサイズに一致するように変更します。
	線形性には、エラー応答の線形性を指定します。線形性の有効範囲は、0～1です。1の場合は通常の線形応答、0.1の場合はほぼ放物線状の応答になります。 VIはこの値を非線形の誤差と非線形ゲイン係数の計算に使用します。
	出力は、制御するプロセスに適用するPIDアルゴリズムの制御出力を返します。このVIは、プロセス変数入力配列のサイズを元に出力配列の長さを決定します。
	dt出力（s）は、実際の時間間隔（秒）を返します。dt出力（s）は、dt (s)の値、または計算された間隔（dt (s)を–1に設定した場合）を返します。

PID上級の詳細

この多態性VIのDBL配列インスタンスは、マルチループPID制御アプリケーションで使用することができます。この場合、プロセス変数入力により、出力配列の長さが決まります。他の入力配列は、プロセス変数入力と同じである必要はありません。このVIは、以下のように他の入力配列をプロセス変数入力と同じ長さに変更します。

• 入力配列がプロセス変数入力よりも長い場合、入力配列はプロセス変数入力の長さで切り捨てられます。配列内の追加値は使用されません。
• 入力配列がプロセス変数入力よりも短い場合は、サイズがプロセス変数入力のサイズに一致するまで、入力配列の最後の値が繰り返されます。

こうすることで、各出力計算に使用する必要がある入力を、このVIに渡す配列で繰り返し指定する必要がなくなります。その代わりに、各出力計算に使用する単一値を配列に含めることができます。

バンプレスな手動‐自動転送

このVIは、バンプレスな手動‐自動転送をサポートします。これにより、制御モードが手動から自動に移行する間のスムーズなコントローラ出力が実現できます。

バンプレスな自動‐手動転送

このVIは、バンプレスな手動‐自動転送を実装できません。自動から手動の制御モードにスムーズに移行するには、制御モードが自動から手動に移行するときに手動出力値が制御出力値に一致するようにアプリケーションを設計する必要があります。これは、以下のブロックダイアグラムに示すように、手動制御用のローカル変数を使用することで実現できます。

サンプル

PID上級VIの使用サンプルは、labview\examples\control\PIDディレクトリにあるManual-Automatic Control VIで参照できます。

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