PID制御チューナー

比例項は現在の誤差に反応し、積分項は長期的なずれを取り除き、微分項は急激な変化を抑えます。KpやKiが大きすぎるとオーバーシュートや振動を招き、Kdが大きすぎると測定ノイズを増幅することがありますが、整定性を改善することも多いです。

制御器は設定値を直接の命令として見ているわけではなく、知っているのは偏差、つまり現在の出力と望む値との差だけです。制御器が送るすべての操作量は、この差への反応であり、差をゼロへ縮めようとします。ステップ応答を見てください。設定値が跳ね上がると偏差は大きく、制御器は強く押し、出力が追いつくにつれて力を緩めます。要点は、良い制御は完璧な一手を前もって知ることではなく、偏差に反応することから生まれるということです。

この三項の処方は、まず方程式から導かれたものではありません。1922年、ニコラス・ミノルスキーは、熟練した操舵手が戦艦USS New Mexicoを操るようすを観察してPID制御を考え出しました。彼は、船員が針路からのずれの大きさ（比例）だけでなく、どれだけ長く漂流したか（積分）、針路がどれだけ速く変化しているか（微分）にも合わせて修正していることに気づきました。自動操舵は、理論が追いつく前に人間の勘を写し取っていたのです。