近年は人手不足が問題となっており、設備の自動化が求められることが多いです。
自動制御を組み込むことにより、効率化を図ることができ、人間が行うミスも防ぐことができます。自動制御を導入は、工場の運用に欠かせないものです。
自動制御の中でも良く導入されているPID制御について解説します。この知識は、技術者として活かせる内容となっていますので是非ご覧下さい。
PID制御とは何か！？多くの場所で使われる一般的な制御
PID制御は、目標値に対してシステムの出力を制御するために使用される制御方法です。
これは、例えば温度、速度、位置などのプロセスを制御するのに役立ちます。
PID制御は、3つの主要な要素から成り立っています。それぞれの要素を詳しく解説します。
P動作とは（比例制御 Proportional）
現在の偏差（目標値と現在値の差）に比例する制御信号を生成します。
Pゲインと呼ばれる定数を調整することで、制御の応答を調整できます。
Pゲインが大きいと制御はより敏感になりますが、振動やオーバーシュートのリスクも高まります。
I動作とは（時間積分 Integral）
過去の偏差の積算値を使用して制御信号を生成します。
積分を使用することで、静的な偏差（目標値に対する定常偏差）を修正できます。Iゲインと呼ばれる定数を調整して、制御の応答を調整できます。
D動作とは（微分制御 Differential）
偏差（目標値に対する現在値）の変化率に応じて制御信号を調整します。
これにより、急激な変化に対する制御が改善されます。Dゲインと呼ばれる定数を調整することで、制御の応答を調整できます。
ID制御のアルゴリズムは、これらのP、I、D要素を組み合わせて、制御信号を生成します。制御信号は、目標値に近づくようにシステムを制御します。PID制御を調整するためには、各要素のゲイン（P、I、Dゲイン）を実験的に調整し、システムの応答を最適化する必要があります。
車の運転で解説すると分かりやすい
車の運転で説明します。例えば、停止中の車が時速100km/hのスピードを出す場合を想定します。
時速0→100km/hとスピードアップする時は、大きくアクセルを踏み込みます。
この最初の速度差（偏差）に応じてアクセルを踏み込む量がPに相当します。目標値との差（偏差）の大きさに比例した操作を行うことが比例制御Pです。
最初の加速ではスピードオーバーしてしまうことから、途中でアクセルを戻す操作をD動作に相当します。
その後、目標とする速度との差（偏差）をなくすように微調整する操作がI動作に相当します。
ユーチューブでは「制御工学チャンネル」が出されている説明が分かりやすくなっていますので、合わせて参考にして頂けますと幸いです。
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