PID制御とは

どうも、かわばっちゃんです。

 

今回は、PID制御とは何かを紹介します。

 

最近、PID制御をAIに置き換える事例が発生しています。

 

イメージしては、従来の機械制御にPID制御がよく使われているという状態です。

 

 

PID制御とは

 

機械の様々な調整を自動で行わせる制御(自動制御)のことです。

 

Pとは比例(proportial)動作

Iとは積分(integral)動作

Dとは微分(differential)動作

 

を意味します。

 

 

具体的に説明すると

 

比例動作:

 現在値と設定値の偏差に比例した操作量を動かす動作

積分動作:

 オフセットが現れた場合に操作量を変えて、オフセットをなくすようにする動作

微分動作:

 外乱などにより、条件が変化してしまった場合に、その変化の度合いに応じて、

 修正動作を加える動作

 

※オフセットとは

設定値と現在値とのズレのことです。

例えば、シャワーを浴びている時に、水の温度が途中で変わった経験はありませんか?

温度の設定は同じなのに、出てくる水の温度は一定ではないことがあります。

エアコンも27℃で設定していても、26.8℃の風が出ることもあるでしょうし。27.2℃の風が出ることもあるでしょう。

きっちり設定値と同じ現在値を保つことは非常に困難であり、実際はオフセットが生じているのです。

 

 

PID制御の簡単なイメージ

 

例えば、高速道路を走る時、車で時速100キロで走り続けたいとします。

 

その時、まず比例動作として、時速100キロまで加速しようとします。

 

その後、積分動作で、時速100キロに少し届かなかったり、超えてしまったりした場合に、そこを修正しながら、時速100キロを維持しようとします。

 

走行している内に雨が降ってきた場合、路面が濡れて、速度が遅くなってしまった場合、パワーを引き上げてくれて、時速100キロに戻そうとするのが、微分動作です。

 

 

まとめ

 

今回は、AIとは直接関係ない話でしたが、このPID制御をAIに変えるとメリットが出るという話が出た時に理解しやすくなるので、紹介しました。

 

自動制御とAIは同じイメージを持つかもしれませんが、自動制御は設定したように動き、AIは学習しながら設定を修正するという点に違いがあります。

 

知っておくと良いと思います。